DE102006036964B4

DE102006036964B4 - Modular system for the production of an application-specific electrical assembly and electrical assembly made therefrom

Info

Publication number: DE102006036964B4
Application number: DE102006036964A
Authority: DE
Inventors: Klaus Jüngling; Markus Roth; Horst Seegis
Original assignee: Friedrich Luetze & Co KG GmbH
Current assignee: Friedrich Luetze De GmbH
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2026-08-02
Also published as: DE102006036964A1

Abstract

Baukastensystem für die Herstellung einer anwendungsspezifischen elektrische Baueinheit, wobei das Baukastensystem mindestens ein elektrisches Basismodul (302) und mindestens ein elektrisches Erweiterungsmodul (306, 308) umfasst, aus denen eine elektrische Schaltungsanordnung der anwendungsspezifischen elektrischen Baueinheit gebildet werden kann, die mindestens ein erstes Basismodul (302) aufweist, und wobei zur Bildung der Schaltungsanordnung ein oder mehrere Erweiterungsmodule (306, 308) und/oder ein oder mehrere weitere Basismodule (302) über definierte elektrische Schnittstellen (780, 980) mit dem ersten Basismodul (302) und/oder untereinander verbindbar sind, und wobei das Baukastensystem weiterhin Gehäuseteile (120, 150, 160) zur Bildung eines die Schaltungsanordnung aufnehmenden Gehäuses umfasst, wobei mindestens ein Gehäuseteil (120, 150, 160) mindestens einen Teil einer Befestigungseinrichtung aufweist, mittels der das Gehäuse an einer Tragschiene (136) befestigbar ist, und wobei mindestens ein Gehäuseteil (120, 150, 160) derart ausgebildet ist, dass das Gehäuse an ein weiteres, ebenfalls an der Tragschiene (136) befestigbares Gehäuse einer weiteren elektrischen Baueinheit anreihbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass...modular system for the Production of an application-specific electrical unit, wherein the modular system at least one electric base module (302) and at least one electrical expansion module (306, 308) comprises, from which an electrical circuit arrangement of the application-specific electrical assembly can be formed, the at least one first base module (302), and wherein for forming the circuit arrangement one or more expansion modules (306, 308) and / or one or more several other base modules (302) over defined electrical Interfaces (780, 980) with the first base module (302) and / or each other are connectable, and wherein the modular system further housing parts (120, 150, 160) for forming a circuit arrangement receiving Housing comprises, wherein at least one housing part (120, 150, 160) at least a part of a fastening device comprising, by means of the housing on a mounting rail (136) can be fastened, and wherein at least a housing part (120, 150, 160) is formed such that the housing to another, also on the mounting rail (136) attachable housing another electric Assembly can be arranged in rows, characterized in that ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem für die Herstellung einer anwendungsspezifischen elektrischen Baueinheit sowie eine aus einem solchen Baukastensystem hergestellte elektrische Baueinheit, wobei ein Gehäuse der elektrischen Baueinheit anreihbar ist, und das Gehäuse außerdem vorzugsweise einstückig eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung der elektrischen Baueinheit an einer Tragschiene aufweist, beispielsweise an einer so genannten Hutschiene.The The invention relates to a modular system for the production of an application-specific electrical Assembly and one made of such a modular system electrical assembly, wherein a housing of the electrical assembly can be aligned, and the housing Furthermore preferably in one piece a fastening device for fastening the electrical unit has on a mounting rail, for example on a so-called Rail.

Erfindungsgemäße elektrische Baueinheiten können nebeneinander an einer Tragschiene befestigt werden, beispielsweise an einer DIN-Schiene TS35 „Hutschiene". Gattungsgemäße elektrische Baueinheiten werden in großen Stückzahlen gefertigt und dienen in einer einfachen Ausführungsart dem Herstellen einer lösbaren elektrischen Verbindung von Drähten, Adern und Leitungen mit Hilfe eines Klemmenkörpers. Als elektrische Baueinheit sind aber auch Vorrichtungen mit mehreren Anschlussklemmen zu verstehen, die in ihrem Inneren elektrische oder elektronische Bauelemente mit weiteren Funktionen aufweisen. Beispiele für derartige Funktionen sind die Wandlung elektrischer Signale von analog zu digital und umgekehrt, Messverstärker für Temperaturmessung, Pegelwandlung und Impulszählung. Erfindungsgemäße elektrische Baueinheiten können auch Leistungsausgänge, beispielsweise zur Ansteuerung eines Schrittmotors, einen Schaltverstärker, eine Hilfsspannungserzeugung und weitere spezielle Ausgänge aufweisen, oder mit einer Anzeige versehen sein, beispielsweise zum Anzeigen eines logischen Pegels oder des Vorhandenseins einer bestimmten Spannung. Die Ausstattung derartiger elektrischer Baueinheiten mit Befestigungseinrichtungen für Tragschienen, wie sie in der Industrie in Form der so genannten Hutschienen üblich sind, erlaubt einen effektiven Aufbau eines kompletten Schaltschrankes und einen einfachen Austausch.Inventive electrical Building units can be attached side by side to a support rail, for example on a DIN rail TS35 "top-hat rail." Generic electrical units be in big numbers manufactured and used in a simple embodiment, the manufacture of a releasable electrical connection of wires, Wires and wires with the help of a clamp body. As an electrical unit but are also devices with multiple terminals to understand in their interior electrical or electronic components with additional features. Examples of such functions are the conversion of electrical signals from analog to digital and vice versa, measuring amplifiers for temperature measurement, Level conversion and pulse counting. Inventive electrical Building units can also power outputs, For example, for controlling a stepping motor, a switching amplifier, a Having auxiliary voltage generation and further special outputs, or be provided with an advertisement, for example for display a logical level or the presence of a particular one Tension. The equipment of such electrical units with Fastening devices for Guideways, as they are known in the industry in the form of so-called DIN rails usual are, allows an effective construction of a complete control cabinet and a simple exchange.

Aus der DE 198 07 710 C2 ist ein modulares Automatisierungsgerät mit anreihbaren, auf einer Tragschiene gehaltenen Basismodulen bekannt, wobei das Basismodul mit einem Elektronikmodul kontaktierbar ist und wobei ein mit dem Basismodul lösbar verrastbares Anschlussmodul mit Außenkontakten vorgesehen ist. Bei der bekannten Lösung sind die Außenkontakte mit einer durch die Basismodule hindurchgeschleiften Versorgungsspannung nicht unmittelbar, sondern nur mittelbar über das Elektronikmodul verbunden. Bei der bekannten Lösung weist das Basismodul Kontaktstellen auf, mit denen korrespondierende Kontaktstellen des Elektronikmoduls kontaktierbar sind. Die Kontaktstellen des Basismoduls werden mittels eines Busses durch die Basismodule hindurchgeschleift.From the DE 198 07 710 C2 is a modular automation device with bayable, held on a support rail base modules known, wherein the base module can be contacted with an electronic module and wherein a releasably lockable with the base module connection module is provided with external contacts. In the known solution, the external contacts are not connected directly to a supply voltage looped through the base modules, but only indirectly via the electronic module. In the known solution, the base module has contact points, with which corresponding contact points of the electronic module can be contacted. The contact points of the base module are looped through the base modules by means of a bus.

Die DE 196 00 997 C2 offenbart ein Bussystem zur Übertragung von Daten zwischen auf einer Tragschiene angeordneten Klemmen, wobei es sich bei der bekannten Lösung um eine Aneinanderreihung von eigenständig funktionsfähigen Reihenklemmen handelt, die über das offenbarte Bussystem miteinander kommunizieren können.The DE 196 00 997 C2 discloses a bus system for transferring data between terminals mounted on a support rail, the prior art solution being a series of independently operable terminal blocks capable of communicating with each other via the disclosed bus system.

In der Praxis eines Herstellers für anwendungsspezifische elektrische Baueinheiten besteht häufig das Problem, dass kurzfristig und kostengünstig eine bestimmte Anzahl von elektrischen Baueinheiten bestimmter Funktionalität aus dem umfangreichen Gesamtprogramm bereitzustellen ist. Für ein schnelles Reagieren des Herstellers ist daher eine sehr umfangreiche Lagerhaltung notwendig, um kurzfristig auf Kundenwünsche reagieren zu können. Bei Sonderwünschen ist häufig ein mindestens teilweises Überarbeiten der Schaltungsanordnung der elektrischen Baueinheit erforderlich.In the practice of a manufacturer for Application-specific electrical assemblies often consist of Problem that short term and cost a certain number of electrical components of certain functionality from the comprehensive overall program is to provide. For a quick Reaction of the manufacturer is therefore a very extensive storage necessary to be able to react to customer requests at short notice. at special requests is common an at least partial revision the circuit arrangement of the electrical unit required.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, anwendungsspezifische elektrische Baueinheiten unterschiedlicher Funktionalität in hoher Qualität schnell und kostengünstig bereitstellen zu können und auch Sonderwünsche schnellstmöglich bedienen zu können.task The invention is therefore application-specific electrical units different functionality in high quality fast and inexpensive to be able to provide and special requests as soon as possible to be able to serve.

Diese Aufgabe ist durch das im Anspruch 1 bestimmte Baukastensystem für die Herstellung einer anwendungsspezifischen elektrischen Baueinheit sowie durch die im Nebenanspruch bestimmte elektrische Baueinheit gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.These The object is determined by the defined in claim 1 modular system for the production an application-specific electrical unit and by solved in the additional claim specific electrical unit. Special embodiments The invention are defined in the subclaims.

In einer Ausführungsart umfasst das erfindungsgemäße Baukastensystem für die Herstellung einer anwendungsspezifischen elektrischen Baueinheit Gehäuseteile zur Herstellung des Gehäuses sowie elektrische Module, insbesondere elektrische Leiterplatten, aus denen eine Schaltungsanordnung, vorzugsweise die Gesamtschaltung, der anwendungsspezifischen elektrischen Baueinheit gebildet werden kann. Die mit dem Baukastensystem hergestellte elektrische Baueinheit weist mindestens ein Basismodul als elektrisches Modul auf. In einer Ausführungsart einer aus dem Baukastensystem hergestellten elektrischen Baueinheit bildet allein das Basismodul die Schaltungsanordnung. In einer anderen Ausführungsart können Erweiterungsmodule über definierte elektrische Schnittstellen mit dem Basismodul und/oder mit anderen Erweiterungsmodulen verbunden werden und dadurch die Schaltungsanordnung gebildet werden.In an embodiment includes the modular system according to the invention for the Production of an application-specific electrical unit housing parts for the production of the housing and electrical modules, in particular electrical circuit boards, from which a circuit arrangement, preferably the overall circuit, the application-specific electrical unit can be formed can. The electrical assembly made with the modular system has at least one base module as an electrical module. In a embodiment an electrical assembly made from the modular system Only the base module forms the circuit arrangement. In another embodiment can Expansion modules via defined electrical interfaces with the base module and / or with others Expansion modules are connected and thereby the circuitry be formed.

In einer Ausführungsart ist die Schaltungsanordnung in einem aus Gehäuseteilen des Baukastensystems gebildeten Gehäuse vorgebbarer Breite aufnehmbar. Dadurch lassen sich mit Hilfe des Baukastensystems die für unterschiedliche elektrische Baueinheiten erforderlichen Gehäuse in unterschiedlicher Breite bei ansonsten gleichbleibender Kontur bereitstellen, und in ein derartiges Gehäuse lassen sich unterschiedliche Module in unterschiedlichen Anordnungen bei wählbarer Anzahl der Module aufnehmen.In one embodiment, the circuit arrangement can be accommodated in a housing of predeterminable width formed from housing parts of the modular system. This can be done with the help of the construction box system provide the housing required for different electrical units in different widths with otherwise constant contour, and in such a housing can accommodate different modules in different arrangements with selectable number of modules.

In einer Ausführungsart weist mindestens eines der Gehäuseteile mindestens einen Teil einer Befestigungseinrichtung zur vorzugsweise werkzeuglosen Befestigung der elektrischen Baueinheit an einer Tragschiene auf, vorzugsweise bildet mindestens eines der Gehäuseteile einstückig eine Aussparung aus, mit dem das Gehäuse und damit die elektrische Baueinheit an der Tragschiene lösbar befestigt werden kann, insbesondere in welche die Tragschiene eingeclipst werden kann.In an embodiment has at least one of the housing parts at least a part of a fastening device for preferably tool-free Fastening the electrical unit to a mounting rail, Preferably, at least one of the housing parts integrally forms one Recess made with which the housing and thus the electrical assembly releasably secured to the mounting rail can be, in particular in which the DIN rail clipped can be.

Durch das Baukastensystem kann eine auftragsspezifische Zusammenstellung einzelner elektrischer Module sowie des erforderlichen Gehäuses für die bestellten elektrischen Baueinheiten erfolgen, ohne dass eine spezifische, für den Anwender notwendige elektrische Baueinheit bevorratet werden muss. Auch lässt sich dergestalt kurzfristig ein Ersatzteil in Form einer elektrischen Baueinheit erstellen, das eine früher ausgelieferte elektrische Baueinheit ersetzen kann.By The modular system can be a job-specific compilation individual electrical modules and the required housing for the ordered electrical assemblies are made without any specific, for the User necessary electrical unit has to be stocked. Also lets In such a short term, a spare part in the form of an electric Building a unit that has a previously delivered electrical Can replace unit.

In einer Ausführungsart der Erfindung weist die elektrische Baueinheit mindestens ein Basismodul auf, das Basisfunktionen der elektrischen Baueinheit bereitstellt, wie beispielsweise eine Signalverstärkung, eine Signalaufbereitung, ein Filter oder dergleichen. Ein gegebenenfalls frei programmierbarer Prozessor kann hierbei die Flexibilität des Basismoduls erhöhen. Hierbei kann die Signalaufbereitung oder Signalkonditionierung beispielsweise durch einen an dem Basismodul oder einem Erweiterungsmodul vorgesehenen Platinenschalter unterschiedliche Normsignale als Ausgangssignal bereitstellen, beispielsweise an einem Ausgang der elektrischen Baueinheit. Beispiele für derartige Normsignale sind z.B. die Stromsignale von 0 bis 20 mA oder von 4 bis 20 mA.In an embodiment According to the invention, the electrical unit has at least one base module which provides basic functions of the electrical unit, such as signal amplification, signal conditioning, a filter or the like. An optionally freely programmable processor this can be the flexibility of the base module increase. Here, the signal conditioning or signal conditioning, for example by one provided on the base module or an expansion module Circuit board switch different standard signals as output signal provide, for example at an output of the electrical assembly. examples for such standard signals are e.g. the current signals from 0 to 20 mA or from 4 to 20 mA.

In einer Ausführungsart weist die Schaltungsanordnung im Basismodul und/oder im Erweiterungsmodul mindestens ein Netzteil auf für die Energieversorgung des Basismoduls und/oder eines Erweiterungsmoduls, vorzugsweise ein Netzteil, bei dem eine Eingangsseite des Netzteils galvanisch getrennt ist von einer Ausgangsseite des Netzteils. In einer Ausführungsart sind eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite des Basismoduls, des Erweiterungsmoduls und/oder der Schaltungsanordnung insgesamt galvanisch voneinander getrennt und vorzugsweise auch von der an die elektrische Baueinheit anschließbaren Energieversorgungs-Anschlussleitung galvanisch getrennt.In an embodiment has the circuit arrangement in the base module and / or in the expansion module at least one power supply on for the power supply of the base module and / or an expansion module, preferably a power supply where one input side of the power supply is galvanic is disconnected from an output side of the power supply. In one embodiment are an input side and an output side of the base module, the expansion module and / or the circuit arrangement as a whole galvanically separated from each other and preferably also from the the electrical unit connectable power supply connection cable galvanically isolated.

In einer Ausführungsart ist das Basismodul mit mindestens einer Schnittstelle ausgerüstet, über die das Basismodul mit weiteren Modulen verbindbar ist. Auch eine Verbindung in den Bereich außerhalb des Gehäuses der elektrischen Baueinheit kann vorgesehen sein. So kann, je nach Anforderung, das Basismodul hierbei einen zwei- bis zehnpoligen, insbesondere einen vier-, sechs- oder achtpoligen Anschluss nach außerhalb des Gehäuses aufweisen.In an embodiment the base module is equipped with at least one interface over which the base module can be connected to other modules. Also a connection in the area outside the housing the electrical unit can be provided. So, depending on Requirement, the base module in this case a two- to ten-pole, in particular a four-, six- or eight-pin connection after outside of the housing exhibit.

In einer Ausführungsart der Erfindung bilden das Basismodul und ein Erweiterungsmodul, in Form einer lateral zur Leiterplatte des Basismoduls angeordneten weiteren Leiterplatte, die Schaltungsanordnung der elektrischen Baueinheit. Das Erweiterungsmodul ist dabei über mindestens eine definierte Schnittstelle mit dem Basismodul verbunden. Derartige Schnittstellen können drahtgebunden, beispielsweise in Form einer Steckverbindung und/oder in Form von verlöteten Drahtverbindungen, aber auch drahtlos sein.In an embodiment of the invention form the base module and an expansion module, in Form a laterally arranged to the circuit board of the base module another circuit board, the circuitry of the electrical Unit. The expansion module is at least one defined interface connected to the base module. Such interfaces can be wired, for example in the form of a connector and / or in the form of soldered Wire connections, but also be wireless.

Das Basis- und/oder Erweiterungsmodul können auch gleichzeitig ein oder mehrere drahtgebundene und ein oder mehrere drahtlose Schnittstellen aufweisen. Auch eine Energieübertragung, beispielsweise für die Energieversorgung eines auf Hochspannungsniveau befindlichen Erweiterungsmoduls, ist auf drahtlosem Wege möglich, ebenso wie eine galvanisch getrennte Signalübertragung zwischen den Modulen, beispielsweise durch Optokoppler oder elektromagnetische Übertragung.The Basic and / or expansion module can also be used simultaneously or multiple wired and one or more wireless interfaces exhibit. Also an energy transfer, for example the power supply of a high-voltage level expansion module, is possible by wireless, as well as a galvanic isolated signal transmission between the modules, for example by optocouplers or electromagnetic transmission.

Für eine drahtgebundene Schnittstelle können bestimmte Verbindungskontakte fest vorbelegt sein, beispielsweise zwei Adern für die Energieversorgung, eine Ader für einen potentialfreien Masseanschluss, zwei Adern für einen Signaleingang, zwei Adern für einen Signalausgang sowie zwei oder mehr Adern für eine serielle oder parallele Datenübertragung. Daneben können ein oder mehrere Verbindungskontakte frei und modulspezifisch belegt werden. Es ist auch möglich, dass jedes Modul bei seiner Inbetriebnahme oder auf einen Steuerimpuls hin die Belegung seiner Schnittstellen über einen voreingestellten Kanal, drahtgebunden oder drahtlos, an das angeschlossene weitere Modul übermittelt. Auf diese Weise kann beispielsweise das Basismodul die Kontaktbelegung der Schnittstellen der angeschlossenen Erweiterungsmodule abfragen.For a wired Interface can certain connection contacts be pre-assigned fixed, for example two wires for the power supply, a core for a potential-free ground connection, two wires for a signal input, two wires for a signal output as well two or more wires for a serial or parallel data transmission. In addition, one can or multiple connection contacts freely and module-specific occupied become. It is also possible, that each module at its commissioning or on a control pulse the assignment of its interfaces via a preset Channel, wired or wireless, to the connected one Module transmitted. In this way, for example, the base module, the pin assignment query the interfaces of the connected expansion modules.

In einer Ausführungsart der Erfindung weist die Schaltungsanordnung der mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem hergestellten elektrischen Baueinheit mindestens ein stapelartig ober- oder unterhalb des Basismoduls angeordnetes Erweiterungsmodul auf, das ebenfalls durch eine Leiterplatte gebildet sein kann. Es sind auch Kombinationen eines oder mehrerer Basismodule mit einem oder mehreren Erweiterungsmodulen zusammensetzbar, je nach erforderlicher Funktion der herzustellenden elektrischen Baueinheit.In one embodiment of the invention, the circuit arrangement of the electrical assembly produced by the modular system according to the invention at least one stacked above or below the base module arranged extension module, which may also be formed by a printed circuit board. There are also combinations egg nes or more base modules with one or more expansion modules assembled, depending on the required function of the electrical assembly to be produced.

Das Basismodul oder ein Erweiterungsmodul kann eine Weitbereichs-Spannungsversorgung bereitstellen. Auf diese Weise lässt sich die in der elektrischen Baueinheit realisierte Schaltungsanordnung an jeden nationalen und internationalen elektrischen Energieversorgungssystem betreiben, beispielsweise mit Gleichspannungen von 12 V, 24 V oder 48 V oder mit Wechselspannungen von 110 V oder 230 V.The Base module or expansion module can provide a wide-range power supply. That way the realized in the electrical assembly circuit to every national and international electrical energy supply system operate, for example, with DC voltages of 12 V, 24 V or 48 V or with AC voltages of 110 V or 230 V.

In einer Ausführungsart der Erfindung weist das Basismodul und oder ein Erweiterungsmodul Anschlusseinrichtungen auf für eine drahtgebundene Verbindung mit an die elektrische Baueinheit zugeführten Anschlussleitungen und/oder Verbindungsleitungen. Die an den Anschlusseinrichtungen anliegenden Signale sind über in Gehäuseteile der elektrischen Baueinheit aufnehmbare Kontaktorgane mit Leitungen außerhalb des Gehäuses der elektrischen Baueinheit verbindbar. Hierdurch können beispielsweise Eingänge und Ausgänge des Basismoduls oder des Erweiterungsmoduls nach außen geführt werden oder auch Verbindungen zu weiteren elektrischen Baueinheiten hergestellt werden. Außerdem kann auf diese Weise die Schaltungsanordnung mit einer externen Energieversorgungsleitung verbunden werden.In an embodiment The invention comprises the base module and / or an expansion module Connection devices on for a wired connection to the electrical unit supplied Connecting cables and / or connecting cables. The at the connection devices applied signals are over in housing parts the electrical assembly receptive contact elements with lines outside of the housing connectable to the electrical unit. As a result, for example inputs and outputs of the base module or the expansion module are led to the outside or also made connections to other electrical components become. In addition, can in this way, the circuit arrangement with an external power supply line get connected.

Erfindungsgemäß erkennt das Basismodul der elektrischen Baueinheit in Art einer Autokonfiguration beispielsweise bei der erstmaligen Inbetriebnahme der elektrischen Baueinheit, ob und gegebenenfalls welche Erweiterungsmodule Bestandteil der Schaltungsanordnung der elektrischen Baueinheit sind. Dadurch ist eine „plug-and-plag" Funktion der elektrischen Baueinheit bereitgestellt, die einen zuverlässigen Betrieb der elektrischen Baueinheit gewährleistet. Diese Autokonfiguration kann auch regelmäßig in vorgebbaren Zeitabständen erfolgen, beispielsweise zusammen mit einem Selbsttest der Basis- und/oder Erweiterungsmodule. Dadurch lassen sich auftretende Fehler frühzeitig erkennen. In einer Ausführungsart kann die Autokonfiguration auch infolge eines Steuerimpulses erfolgen, der beispielsweise über eine an die elektrische Baueinheit angeschlossene Steuerleitung oder über einen Feldbus übertragen wird, oder der durch Betätigen eines vorzugsweise verdeckt und/oder gegen unbeabsichtigtes Betätigen geschützt an der elektrischen Baueinheit angeordneten Tasters erzeugt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann die elektrische Baueinheit auch manuell konfiguriert werden, beispielsweise indem elektrische Verbindungen geschaltet werden entsprechend der Bestückung der elektrischen Baueinheit mit Basis- und Erweiterungsmodulen. Hierzu können die Basismodule und/oder Erweiterungsmodule sogenannte Jumper, Platinenschalter oder dergleichen aufweisen.Recognizes according to the invention the basic module of the electrical unit in the manner of an auto-configuration For example, when first putting the electrical Assembly, if and if so which extension modules part the circuit arrangement of the electrical assembly are. Thereby is a "plug-and-plag" function of the electric Unit provided, which ensures reliable operation of the electrical Unit guaranteed. This auto-configuration can also be done regularly at predetermined intervals, for example together with a self-test of the base and / or expansion modules. As a result, occurring errors can be detected early. In a embodiment the autoconfiguration may also be due to a control pulse, the example about a control line connected to the electrical unit or over transmit a fieldbus or by pressing a preferably concealed and / or protected against unintentional actuation of the electrical unit arranged buttons can be generated. Alternative or supplementary the electrical unit can also be configured manually for example, by electrical connections are switched according to the equipment the electrical unit with base and extension modules. For this can the base modules and / or expansion modules so-called jumpers, circuit board switches or have the like.

In einer Ausführungsart der Erfindung sind die Schnittstellen zwischen den Modulen der elektrischen Baueinheit drahtgebunden, beispielsweise durch verlötete Drahtverbindungen oder durch Steckverbindungen gebildet. Durch eine eindeutige Codierung der einzelnen Verbindungspunkte sowie eine eindeutige Codierung der Verbindungsdrähte, beispielsweise durch Farben der Isolation, oder durch einen mechanischen Verpolungsschutz, der bei Steckverbindungen nur das Verbinden der Steckverbinder in der vorgesehenen Orientierung zulässt, kann eine fehlerhafte Verbindung der Schnittstellenelemente verhindert werden.In an embodiment The invention relates to the interfaces between the modules of the electrical Unit wired, for example by soldered wire connections or formed by plug-and-socket connections. By a clear coding the individual connection points and a unique coding the connecting wires, for example, by colors of insulation, or by a mechanical Reverse polarity protection, the plug connections only connecting the Connector in the intended orientation allows, can prevents a faulty connection of the interface elements become.

In einer Ausführungsart der Erfindung kommunizieren die Basis- und Erweiterungsmodule der elektrischen Baueinheit untereinander oder die mit dem Baukastensystem hergestellte elektrische Baueinheit mit anderen elektrischen Baueinheiten und/oder mit einem Rechner, der einer die elektrische Baueinheit aufweisende Anlage zugeordnet ist, über Datennetze, beispielsweise ein LAN oder WLAN, oder über einen Feldbus, beispielsweise den so genannten CAN-Bus. Hierzu weisen die Basis- und Erweiterungsmodule Schnittstellen auf, beispielsweise eine Ethernet-, Bluetooth-, USB- oder eine galvanisch entkoppelte USB-Schnittstelle. Durch eine galvanisch entkoppelte USB-Verbindung ist gegenüber einer herkömmlichen, aus dem PC-Bereich bekannten USB-Verbindung, die im Bereich der Messtechnik geforderte Störsicherheit und Entkoppelung einzelner Bestandteile des Messsystems gewährleistet.In an embodiment According to the invention, the basic and expansion modules of the electrical system communicate Building unit with each other or produced with the modular system electrical unit with other electrical components and / or with a computer, the one having the electrical assembly System is assigned, via data networks, for example, a LAN or WLAN, or via a fieldbus, for example the so-called CAN bus. This is indicated by the basic and extension modules Interfaces, for example an Ethernet, Bluetooth, USB or a galvanic decoupled USB interface. By a galvanic decoupled USB connection is compared to a conventional, from the PC area well-known USB connection, which in the range of Measurement technology required interference immunity and decoupling of individual components of the measuring system guaranteed.

In einer Ausführungsart der Erfindung weist das Basismodul und/oder ein Erweiterungsmodul einen Mikroprozessor auf. Durch einen einzelnen oder mehrere Mikroprozessoren in Modulen der elektrischen Baueinheit wird zum einen die Flexibilität der einzelnen Module und damit der gesamten elektrischen Baueinheit erhöht, da in Abhängigkeit der Programmierung des Mikroprozessors unterschiedliche Funktionalitäten der einzelnen Module realisiert werden können. Zum anderen bieten moderne Mikroprozessoren bereits vielfältige analoge und digitale Schnittstellen und stellen darüber hinaus definierte Schnittstellen zur Datenübertragung zur Verfügung. Dadurch ist die Anzahl der Bauelemente und damit auch der Kontaktstellen zwischen Bauelementen erheblich reduziert.In an embodiment The invention comprises the base module and / or an expansion module a microprocessor. By a single or multiple microprocessors in modules of the electrical assembly is on the one hand, the flexibility of the individual Modules and thus the entire electrical assembly increases since in dependence the programming of the microprocessor different functionalities of individual modules can be realized. On the other hand, modern Microprocessors already diverse analog and digital interfaces and beyond defined interfaces for data transmission available. Thereby is the number of components and thus the contact points significantly reduced between components.

Neben der bereits erwähnten Autokonfiguration lassen sich beispielsweise auch eine automatische Funktionskontrolle, eine Fehleranalyse bei defekten Teilen der elektrischen Baueinheit, Alarmfunktionen im Falle der Überschreitung des zulässigen Bereichs für ein Ein- oder Ausgangssignal und ähnliche die Zuverlässigkeit eines Messsystems erhöhende Funktionen realisieren. Moderne, so genannte Mixed-Signal-Mikroprozessoren stellen auch im Bereich der Analogtechnik umfangreiche Schaltungsteile bereit, beispielsweise Verstärker, Filter, Modulatoren einschließlich Puls-Breiten-Modulatoren (PBM), mit denen etwa ein Motor ansteuerbar ist. Solche Mikroprozessoren erlauben daher für eine beispielsweise im Bereich der Messtechnik eingesetzte elektrische Baueinheit eine weitgehende Vereinfachung und/oder Miniaturisierung einzelner Schaltungsteile.In addition to the already mentioned auto-configuration can be, for example, an automatic function control, a fault analysis of defective parts of the electrical unit, alarm functions in case of exceeding the allowable range for an input or output signal and ähnli realize the reliability of a measuring system increasing functions. Modern, so-called mixed-signal microprocessors are also in the field of analog technology extensive circuit parts ready, for example, amplifiers, filters, modulators including pulse width modulators (PBM), with which about a motor can be controlled. Such microprocessors therefore allow a largely simplification and / or miniaturization of individual circuit parts for an electrical unit used for example in the field of measurement technology.

In einer Ausführungsart der Erfindung sind die durch die einzelnen Module realisierten Funktionen durch eine Programmierung des Mikroprozessors wählbar. Hierdurch wird eine weitere Steigerung der Flexibilität des erfindungsgemäßen Baukastensystems erreicht, da abgesehen von einer individuellen Zusammenstellung einzelner Module zu einer elektrischen Baueinheit auch die Funktionen einzelner Module durch eine geeignete Programmierung des Mikroprozessors ausgewählt werden können und somit nicht für jede vom Kunden gewünschte Funktion ein spezielles Modul bereitgestellt werden muss. Auch ist dergestalt bei bereits hergestellten elektrischen Baueinheiten in gewissem Umfang eine nachträgliche Abänderung der Funktionalität möglich.In an embodiment The invention provides the functions realized by the individual modules selectable by programming the microprocessor. This will be a further increase the flexibility of the modular system according to the invention achieved, except for an individual compilation individual modules to an electrical unit also the functions individual modules by a suitable programming of the microprocessor selected can and can thus not for every function requested by the customer a special module must be provided. It's the same way in already manufactured electrical assemblies in a certain Scope of a subsequent amendment the functionality possible.

In einer Ausführungsart der Erfindung ist der Mikroprozessor frei programmierbar, insbesondere vor Ort feldprogrammierbar, sodass dergestalt auch bei bereits hergestellten und/oder an der Tragschiene befestigten elektrischen Baueinheiten durch das Programmieren die Funktion einer anwendungsspezifischen elektrischen Baueinheit wählbar ist. Dergestalt kann z.B. ein Servicetechniker vor Ort, d.h. dort, wo die elektrische Baueinheit beispielsweise im Rahmen eines Messsystems in einem Produktionsbereich eines Unternehmens installiert ist, noch Änderungen vornehmen und beispielsweise direkt vor Ort feststellbare Parameter bei der anwendungsspezifischen Funktion der elektrischen Baueinheit berücksichtigen.In an embodiment the invention, the microprocessor is freely programmable, especially before Place field programmable, so that also in already manufactured and / or electrical units attached to the mounting rail by programming the function of an application specific electrical unit selectable is. In this way, e.g. a field service technician, i. there where the electrical assembly, for example in the context of a measuring system is installed in a production area of a company, still changes make and, for example, directly detectable on-site parameters in the application-specific function of the electrical unit consider.

In einer Ausführungsart der Erfindung ist die anwendungsspezifische Schaltungsanordnung einer Klemme eine Schaltung zur Signalverarbeitung, deren Eingangssignal ein Sensorsignal und deren Ausgangssignal ein normiertes Strom- oder Spannungssignal der Messtechnik, insbesondere ein Stromsignal zwischen 4 mA und 20 mA oder zwischen 0 mA und 20 mA oder ein Spannungssignal zwischen 2 V und 10 V oder zwischen 0 V und 10 V ist. Beispiele für Eingangssignale sind Thermospannungen oder auch Temperatursensoren in Form von temperaturabhängigen Widerständen, beispielsweise PT100-Widerstände. Die Bereitstellung von genormten Strom- oder Spannungssignalen erlaubt eine problemlose Integration der elektrischen Baueinheit in ein in der Messtechnik übliches Umfeld.In an embodiment The invention is the application specific circuitry a terminal a circuit for signal processing, their input signal a sensor signal and its output signal a normalized current or voltage signal of the measurement technique, in particular a current signal between 4 mA and 20 mA or between 0 mA and 20 mA or a voltage signal between 2V and 10V or between 0V and 10V. Examples of input signals are thermoelectric or temperature sensors in the form of temperature-dependent resistors, such as PT100 resistors. The Provision of standardized current or voltage signals allowed a trouble-free integration of the electrical unit in a in the metrology usual Environment.

Das Basis- oder Erweiterungsmodul kann ein so genanntes Autoscaling vorsehen, bei dem mit Hilfe des Mikroprozessors automatisch ein geeignetes Skalieren des Eingangssignals der Schaltung zur Signalverarbeitung erfolgt, sodass dieses auf ein genormtes Strom- oder Spannungssignal als Ausgangssignal abgebildet werden kann.The Basic or extension module can be a so-called autoscaler Provide, with the help of the microprocessor automatically appropriately scaling the input signal of the signal processing circuit takes place so that this to a standard current or voltage signal can be mapped as an output signal.

In einer Ausführungsart weist das Gehäuse der elektrischen Baueinheit von der Breite des Gehäuses unabhängige äußere Gehäuseseitenteile und in Abhängigkeit von der erforderlichen Breite des Gehäuses kein, ein oder mehrere zwischen diese Seitenteile einbringbare Gehäuseabstandsteile (spacer) auf. Hierdurch ist es möglich, bei Verwendung gleicher äußerer Gehäuseseitenteile lediglich durch das Hinzufügen von Gehäuseabstandsteilen das Gehäuse für unterschiedlichste Konfigurationen geeignet zusammenzusetzen, d.h. für elektrischen Baueinheiten mit einer unterschiedlichen Anzahl von Modulen. Dies senkt zum einen die Kosten, da nicht für jede Breite einer elektrischen Baueinheit ein spezielles Gehäuse hergestellt wird, zum anderen erlaubt dieses System ein auch nachträgliches Erweitern einer bereits vorhandenen elektrischen Baueinheit um weitere Module, ohne dass ein vorhandenes Gehäuses zerstört werden müsste.In an embodiment has the case of the electrical unit of the width of the housing independent outer housing side parts and depending from the required width of the housing no, one or more between these side parts insertable housing spacers (spacer). This makes it possible when using the same outer housing side parts just by adding of housing spacers the housing for different ones Configurable configurations, i. for electrical Building units with a different number of modules. This on the one hand reduces the costs, since not for every width of an electrical Unit a special housing On the other hand, this system also allows one to be retrofitted Extend an existing electrical unit by more Modules without having to destroy an existing housing.

In einer Ausführungsart weist das Baukastensystem mindestens ein erstes Gehäuseteil auf, das eine Außenfläche des Gehäuses bildet, an die eine weitere elektrische Baueinheit anreihbar ist, und außerdem mindestens ein zweites Gehäuseteil, das mit dem ersten Gehäuseteil oder einem weiteren zweiten Gehäuseteil verbindbar ist und durch das die Breite des Gehäuses stufenweise vergrößerbar ist. Die Gehäuseteile sind vorzugsweise lösbar zusammensteckbar.In an embodiment The modular system has at least one first housing part on, which is an outer surface of the housing forms, to which a further electrical unit can be arranged, and also at least one second housing part, that with the first housing part or another second housing part is connectable and by the width of the housing is gradually increased. The housing parts are preferably solvable plugged together.

In einer Ausführungsart weist das erste und/oder zweite Gehäuseteil vorzugsweise einstückig Aufnahmemittel auf für die Aufnahme von elektrischen Kontaktorganen, mittels denen Basismodule und/oder Erweiterungsmodule von außerhalb der elektrischen Baueinheit elektrisch kontaktierbar sind. Es können insbesondere Federklemm- oder Schraubkontaktorgane eingesetzt werden, die mit den Anschlusseinrichtungen der Module elektrisch verbunden werden, beispielsweise durch Löten, Kleben, Klemmen oder dergleichen. In einer Ausführungsart sind die Aufnahmemittel an dem Gehäuseteil randseitig und achsensymmetrisch zu einer Mittelachse angeordnet.In an embodiment the first and / or second housing part preferably integrally receiving means on for the inclusion of electrical contact organs, by means of which base modules and / or Expansion modules from outside the electrical assembly are electrically contacted. It can in particular Spring terminal or Schraubkontaktorgane be used with the Connection devices of the modules are electrically connected, for example by soldering, Gluing, clamping or the like. In one embodiment, the receiving means on the housing part arranged at the edge and axisymmetric to a central axis.

In einer Ausführungsart der Erfindung ist die Befestigungseinrichtung zur Befestigung der elektrischen Baueinheit an einer Tragschiene einstückig von einem oder mehreren Gehäuseteilen ausgebildet. In einer Ausführungsart der Erfindung bestehen die Gehäuseteile jeweils aus Kunststoff, sodass die Befestigungseinrichtung zur Befestigung an einer Tragschiene durch geeignete Ausgestaltung Eigenschaften einer Feder aufweist und so eine einfache, lediglich durch Aufschnappen bzw. Einrasten zu bewerkstelligendes, Befestigung der elektrischen Baueinheit an einer Tragschiene, insbesondere an einer Hutschiene, ermöglicht ist.In one embodiment of the invention, the fastening device for attaching the electrical assembly to a mounting rail is integrally formed by one or more housing parts det. In one embodiment of the invention, the housing parts are each made of plastic, so that the fastening device for attachment to a mounting rail by suitable design features a spring and so a simple, only by snapping or snapping to bewerkstelligendes, attachment of the electrical assembly to a support rail, in particular on a DIN rail, is possible.

Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Baueinheit, die mit einem erfindungsgemäßen Baukastensystem hergestellt ist.The The invention also relates to an electrical unit, which with a modular system according to the invention is made.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the dependent claims and the description below, with reference to FIG the drawings several embodiments are described in detail. It can in the claims and mentioned in the description Features individually for each itself or in any combination essential to the invention.

1 zeigt ein Basismodul, 1 shows a base module,

2 zeigt eine Anordnung von einem Basismodul und einem Funktionsmodul, 2 shows an arrangement of a base module and a functional module,

3 zeigt eine Anordnung von einem Basismodul, einem Funktionsmodul sowie einem Optionsmodul, 3 shows an arrangement of a base module, a function module and an option module,

4 zeigt eine weitere Anordnung von einem Basismodul, einem Funktionsmodul sowie einem Optionsmodul, 4 shows a further arrangement of a base module, a function module and an option module,

5 zeigt eine Anordnung von einem Basismodul, einem Funktionsmodul sowie zwei Optionsmodulen, 5 shows an arrangement of a base module, a function module and two option modules,

6 zeigt eine weitere Anordnung von einem Basismodul, einem Funktionsmodul sowie zwei Optionsmodulen, 6 shows a further arrangement of a base module, a function module and two option modules,

7 zeigt eine Draufsicht auf eine Innenseite eines ersten Gehäuseteils, 7 shows a plan view of an inner side of a first housing part,

8 zeigt ein weiteres erstes Gehäuseteil, 8th shows a further first housing part,

9 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Gehäuseteil, 9 shows a plan view of a second housing part,

10 zeigt eine Rückseite des zweiten Gehäuseteils der 9, 10 shows a rear side of the second housing part of 9 .

11 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung aus Basis- und Funktionsmodul mit drahtgebundener Schnittstelle, 11 shows a plan view of an arrangement of basic and functional module with a wired interface,

12 zeigt die Seitenansicht der Anordnung aus 11, 12 shows the side view of the arrangement 11 .

13 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine Anordnung aus Basis- und Optionsmodul mit drahtgebundener Schnittstelle, und 13 shows a perspective view of an arrangement of base and option module with a wired interface, and

14 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine Anordnung aus Basis-, Funktions- und Optionsmodul mit drahtloser Schnittstelle. 14 shows a perspective view of an arrangement of base, function and option module with wireless interface.

Die 1 bis 6 zeigen beispielhaft verschiedene Anordnungen von Basis- und Erweiterungsmodulen von mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem hergestellten elektrischen Baueinheiten. In der nachfolgenden Figurenbeschreibung werden die lateral zu den Basismodulen angeordneten Erweiterungsmodule als Funktionsmodule bezeichnet, und die stapelartig zu den Basismodulen angeordneten Erweiterungsmodule als Optionsmodule bezeichnet.The 1 to 6 show by way of example various arrangements of basic and expansion modules of electrical components produced by the modular system according to the invention. In the following description of the figures, the extension modules arranged laterally relative to the base modules are referred to as function modules, and the expansion modules stacked in the manner of the base modules are referred to as option modules.

In 1 weist die Schaltungsanordnung 100 ein 6-poliges Basismodul 102 mit Anschlusseinrichtungen 104 auf. Das Basismodul 102 weist eine Leiterplatte mit darauf angeordneten und miteinander verschalteten Bauelementen auf, die in der 1 nicht dargestellt sind. Die Leiterplatte ist trapezförmig, wobei die parallelen Grundlinien des Trapezes die Schmalseiten bilden und die Schenkel des Trapezes die Längsseiten, an denen – vorzugsweise äquidistant – die Anschlusseinrichtungen 104 angeordnet sind.In 1 has the circuit arrangement 100 a 6-pin base module 102 with connection devices 104 on. The basic module 102 has a circuit board arranged thereon and interconnected components, which in the 1 are not shown. The printed circuit board is trapezoidal, with the parallel baselines of the trapezoid forming the narrow sides and the legs of the trapezoid the longitudinal sides, at which - preferably equidistant - the connection devices 104 are arranged.

Die Anschlusseinrichtungen 104, die als ungefähr halbkreisförmige Ausnehmungen in den Längsseiten des Basismoduls 102 ausgebildet sind, sind mit in 1 nicht dargestellten Kontaktorganen elektrisch verbindbar, die in einem Gehäuseseitenteil oder Gehäuseabstandsteil angeordnet sind, das in 1 ebenfalls nicht dargestellt ist. Beispielsweise sind die Anschlusseinrichtungen 104 bei einer Leiterplatte durch bereichsweise vergoldete Metallisierungen gebildet, die durch Federdruck in elektrisch kontaktierender Anlage an den Kontaktorganen gehalten werden, oder durch eine leitfähige Verbindung wie Löten oder Kleben mit den Kontaktorganen verbunden sind.The connection devices 104 , which are approximately semicircular recesses in the longitudinal sides of the base module 102 are trained with are in 1 Not shown contact members are electrically connected, which are arranged in a housing side part or housing spacing part, the in 1 also not shown. For example, the connection devices 104 in a circuit board formed by partially gold-plated metallizations, which are held by spring pressure in electrically contacting system to the contact members, or are connected by a conductive connection such as soldering or gluing with the contact members.

Die sechs Anschlusseinrichtungen 104 sind symmetrisch zu einer Mittelachse des von der Leiterplatte gebildeten Trapezes angeordnet. Die Anzahl der Anschlusseinrichtungen 104 beträgt ein Vielfaches von zwei. Das Ausführungsbeispiel kann bei Bedarf um zwei weitere Anschlusseinrichtungen 104 ergänzt werden.The six connection devices 104 are arranged symmetrically to a central axis of the trapezoid formed by the printed circuit board. The number of connection devices 104 is a multiple of two. If necessary, the exemplary embodiment can be two further connection devices 104 be supplemented.

In 2 weist die Schaltungsanordnung 200 ein Basismodul 202 und ein Funktionsmodul 206 auf. Das Basismodul 202 ist 6-polig und weist an den Längsseiten der Leiterplatte die Anschlusseinrichtungen 204 auf. Über eine nicht dargestellte definierte Schnittstelle kommunizieren das Basismodul 202 und das Funktionsmodul 206 miteinander, tauschen insbesondere Daten- und/oder Versorgungssignale aus. Das Funktionsmodul 206 ist trapezförmig und bildet insbesondere die Trapezkontur des Basismoduls 202 fort. Die Außenkontur der Schaltungsanordnung 200 ist trotz der lateralen Anordnung des Funktionsmoduls 206 an der Schmalseite des Basismoduls 202 im Wesentlichen deckungsgleich mit der Außenkontur der Schaltungsanordnung 100 des in 1 dargestellten Basismoduls 102.In 2 has the circuit arrangement 200 a basic module 202 and a functional module 206 on. The basic module 202 is 6-pin and indicates to the Longitudinal sides of the circuit board, the connection devices 204 on. The base module communicates via a defined interface (not shown) 202 and the functional module 206 each other, in particular exchange data and / or supply signals. The functional module 206 is trapezoidal and forms in particular the trapezoid contour of the base module 202 continued. The outer contour of the circuit arrangement 200 is despite the lateral arrangement of the functional module 206 on the narrow side of the base module 202 essentially congruent with the outer contour of the circuit arrangement 100 of in 1 illustrated base module 102 ,

3 zeigt eine Schaltungsanordnung 300 mit einem Basismodul 302 mit Anschlusseinrichtungen 304, einem Funktionsmodul 306 und einem Optionsmodul 308. In einer abgewandelten Ausführungsart können auch das Funktionsmodul 306 und/oder das Optionsmodul 308 Anschlusseinrichtungen aufweisen. Die Leiterplatten der Module sind planparallel zueinander angeordnet, wobei die Leiterplatte des Funktionsmoduls 306 lateral an die Leiterplatte des Basismoduls 304 anschließt, und die Leiterplatte des Optionsmoduls 308 im Wesentlichen deckungsgleich zu der Leiterplatte des Basismoduls 304 ist und oberhalb der Leiterplatte des Basismoduls 304 stapelartig angeordnet ist. 3 shows a circuit arrangement 300 with a base module 302 with connection devices 304 , a functional module 306 and an option module 308 , In a modified embodiment, the functional module 306 and / or the option module 308 Have connection devices. The printed circuit boards of the modules are arranged plane-parallel to each other, wherein the circuit board of the functional module 306 lateral to the PCB of the base module 304 connects, and the circuit board of the option module 308 essentially congruent with the circuit board of the base module 304 is and above the PCB of the base module 304 stacked.

Die Festlegung des Funktionsmoduls 306 und/oder des Optionsmoduls 308 in Bezug auf das Basismodul 302 kann durch eine Befestigung des jeweiligen Moduls an einem Gehäuseteil erfolgen und/oder durch eine Verbindung mit dem Basismodul, beispielsweise kann die Festlegung jedenfalls teilweise auch durch eine elektrische Steck- oder Lötverbindung von mindestens zwei Modulen erfolgen.The definition of the function module 306 and / or the option module 308 in terms of the base module 302 can be done by attaching the respective module to a housing part and / or by a connection to the base module, for example, the determination can be done in any case partially by an electrical plug or solder connection of at least two modules.

Über in der 3 nicht dargestellte drahtgebundene und/oder drahtlose Schnittstellen ist eine Kommunikation zwischen dem Basismodul 302 und dem Funktionsmodul 306 und/oder dem Optionsmodul 308 möglich; ebenso kann eine Kommunikation zwischen dem Optionsmodul 308 und dem Funktionsmodul 306 über definierte Schnittstellen erfolgen.About in the 3 Wired and / or wireless interfaces, not shown, is a communication between the base module 302 and the functional module 306 and / or the option module 308 possible; Similarly, communication between the option module 308 and the functional module 306 via defined interfaces.

Die 4 zeigt eine Schaltungsanordnung 400 mit einem Basismodul 402 mit Anschlusseinrichtungen 404, einem Funktionsmodul 406 sowie einem Optionsmodul 408. Die Kontur des Optionsmoduls 408 ist im Wesentlichen deckungsgleich mit der sich aus der Kombination des Basismoduls 402 mit dem Funktionsmodul 406 ergebenden Kontur, insbesondere überdeckt das Optionsmodul 408 das Basismodul 402 und das Funktionsmodul 406. Dadurch lassen sich Schnittstellenelemente auf den Modulen so anordnen, dass sie im zusammengebauten Zustand unmittelbar benachbart sind, was bei drahtgebundenen Schnittstellen kurze Verbindungslängen ermöglicht und bei drahtlosen Schnittstellen eine sichere Verbindung bei geringen Sendeenergien.The 4 shows a circuit arrangement 400 with a base module 402 with connection devices 404 , a functional module 406 as well as an option module 408 , The contour of the option module 408 is essentially congruent with that resulting from the combination of the base module 402 with the function module 406 resulting contour, in particular covers the option module 408 the basic module 402 and the functional module 406 , As a result, interface elements can be arranged on the modules so that they are immediately adjacent in the assembled state, which allows for wired interfaces short connection lengths and wireless interfaces with a secure connection at low transmit energies.

Für das stapelweise Anordnen von Basis- oder Funktionsmodulen mit Optionsmodulen können die Leiterplatten Abstandhalterelemente aufweisen, die beispielsweise bei drahtgebundenen Schnittstellen durch Steckverbindungsleisten gebildet sein können.For the batch Arranging base or function modules with option modules can be done using the Circuit board spacer elements have, for example for wired interfaces through connector strips can be formed.

Die 5 zeigt eine Schaltungsanordnung 500 mit einem dreilagigen Aufbau, wobei über eine Anordnung von Basismodul 502 mit Anschlusseinrichtungen 504, einem daran lateral anschließenden Funktionsmodul 506 und einem darüber angeordneten Optionsmodul 508 entsprechend der Schaltungsanordnung 400 der 4 ein weiteres Optionsmodul 510 angeordnet ist, dessen Kontur im Wesentlichen mit der Kontur des Basiselements 502 übereinstimmt.The 5 shows a circuit arrangement 500 with a three-layered structure, with an arrangement of base module 502 with connection devices 504 , a laterally adjoining functional module 506 and an option module arranged above it 508 according to the circuit arrangement 400 of the 4 another option module 510 is arranged, whose contour substantially coincides with the contour of the base element 502 matches.

Die 6 zeigt eine Schaltungsanordnung 600 mit einem dreilagigen Aufbau, wobei über eine Anordnung von Basismodul 602 mit Anschlusseinrichtungen 604, einem daran lateral anschließenden Funktionsmodul 606 und einem darüber angeordneten Optionsmodul 608 entsprechend der Schaltungsanordnung 400 der 4 ein weiteres Optionsmodul 610 angeordnet ist, dessen Kontur im Wesentlichen mit der Kontur der Kombination aus Basiselements 602 und Funktionsmodul 606 übereinstimmt.The 6 shows a circuit arrangement 600 with a three-layered structure, with an arrangement of base module 602 with connection devices 604 , a laterally adjoining functional module 606 and an option module arranged above it 608 according to the circuit arrangement 400 of the 4 another option module 610 is arranged, the contour substantially with the contour of the combination of base element 602 and functional module 606 matches.

Die 7 zeigt eine Draufsicht auf eine Innenseite eines ersten Gehäuseteils 120 aus Kunststoff. Die Innenfläche 122 ist plan und bildet eine Auflagefläche für die Leiterplatte eines Basismoduls 102 (1) und gegebenenfalls eines Funktionsmoduls 206 (2). Auf einander gegenüberliegenden Seiten und symmetrisch zu einer Längsachse 124 bildet das erste Gehäuseteil einstückig Aufnahmemittel 126 für die Aufnahme von nicht dargestellten elektrisch leitfähigen Kontaktorganen auf, beispielsweise Feder- oder Schraubklemmen. Die Aufnahmemittel 126 begrenzen einen Einführkanal 130 für eine Anschlussleitung und einen Einführkanal 132 für ein Werkzeug zum Betätigen des Kontaktorgans. Die Längsrichtung der Einführkanäle 130, 132 einander in Bezug auf die Längsachse 124 gegenüberliegender Aufnahmemittel 126 schließen einen Winkel von weniger als 12° ein, insbesondere zwischen 45° und 90°, und vorzugsweise von etwa 60°.The 7 shows a plan view of an inside of a first housing part 120 made of plastic. The inner surface 122 is flat and forms a support surface for the circuit board of a base module 102 ( 1 ) and optionally a functional module 206 ( 2 ). On opposite sides and symmetrical to a longitudinal axis 124 the first housing part integrally forms receiving means 126 for receiving electrically conductive contact members, not shown, on, for example, spring or screw terminals. The recording means 126 limit an insertion channel 130 for a connecting cable and an insertion channel 132 for a tool for actuating the contact member. The longitudinal direction of the insertion channels 130 . 132 each other with respect to the longitudinal axis 124 opposite receiving means 126 include an angle of less than 12 °, in particular between 45 ° and 90 °, and preferably about 60 °.

Die Kontaktorgane verlaufen um eine von den Aufnahmemitteln 126 ausgebildete Kante 128 und kontaktieren an dieser Position die Anschlusseinrichtung 104 der Leiterplatte des zugehörigen Basis-, Funktions- oder Optionsmoduls. Die gedachten Verbindungslinien der Kanten 128 der einzelnen Aufnahmemittel 126 entsprechen den Schenkeln der Trapezkontur der Leiterplatten der Module. Insgesamt sind auf den beiden Seiten jeweils vier Aufnahmemittel 126 angeordnet, die baukastenartig je nach Bedarf, d.h. je nach Anzahl der Anschlusseinrichtungen der in das Gehäuseteil eingesetzten Module, mit Kontaktorganen bestückbar sind.The contact members extend around one of the receiving means 126 trained edge 128 and contact the connector at this position 104 the circuit board of the associated base, function or option module. The imaginary connecting lines of the edges 128 the individual recording medium 126 correspond to the legs of the trapezoidal contour of the printed circuit boards of the modules. In total there are four pictures on each side memittel 126 arranged, the modular manner as needed, ie, depending on the number of connection devices of the modules used in the housing part, can be equipped with contact members.

Auf der Unterseite 134 des ersten Gehäuseteils 120, die der breiten Grundseite der Leiterplatte des Basismoduls 104 zugeordnet ist, bildet das erste Gehäuseteil einstückig eine Befestigungseinrichtung für die Befestigung der elektrischen Baueinheit an einer Tragschiene 136 aus. Die Befestigungseinrichtung umfasst ein in Richtung des Pfeils 144 verschiebbares Federelement 138, mittels dem das erste Gehäuseteil 120 und damit die elektrische Baueinheit vorzugsweise werkzeuglos federverrastend und lösbar auf die Tragschiene 136 aufclipsbar ist, indem die abgekröpften Enden 140 in zugehörige Aussparungen 142 der Befestigungseinrichtung eingreifen.On the bottom 134 of the first housing part 120 , the wide base of the circuit board of the base module 104 is assigned, the first housing part integrally forms a fastening device for the attachment of the electrical assembly to a mounting rail 136 out. The fastening device comprises a in the direction of the arrow 144 displaceable spring element 138 , By means of which the first housing part 120 and thus the electrical assembly preferably without tools spring detent and releasably on the mounting rail 136 is clipped by the bent ends 140 in associated recesses 142 engage the fastening device.

Die 8 zeigt ein weiteres erstes Gehäuseteil 150, das mit dem ersten Gehäuseteil 120 der 7 zusammensetzbar ist. Hierzu bildet das weitere erste Gehäuseteil 150 einstückig hohle Verbindungselemente 152 aus, in die einstückig von dem Gehäuseteil 120 ausgebildete Verbindungsstifte 146 klemmend einsteckbar sind. Die Verbindungsstifte 146 können ebenfalls hohl sein. Es sind mehrere Verbindungsstifte 146 und Verbindungselemente 152 auf dem ersten Gehäuseteil 120 und dem weiteren ersten Gehäuseteil 152 symmetrisch zur Längsachse 124 angeordnet. Die beiden ersten Gehäuseteile 120, 150 bilden im zusammengesteckten Zustand das Gehäuse der elektrischen Baueinheit mit minimaler Breite.The 8th shows a further first housing part 150 that with the first housing part 120 of the 7 is composable. For this purpose, the further first housing part forms 150 one-piece hollow fasteners 152 out, in the one piece of the housing part 120 trained connecting pins 146 are clamped plugged. The connecting pins 146 can also be hollow. There are several connecting pins 146 and fasteners 152 on the first housing part 120 and the other first housing part 152 symmetrical to the longitudinal axis 124 arranged. The first two housing parts 120 . 150 form in the assembled state, the housing of the electrical assembly with minimum width.

Die Rückseite des ersten Gehäuseteils 120 ist mindestens abschnittsweise plan, vorzugsweise ganzflächig plan, und bildet eine Außenfläche des Gehäuses der elektrischen Baueinheit, an die eine weitere elektrische Baueinheit anreihbar ist. Die Rückseite des weiteren ersten Gehäuseteils 150 ist mindestens abschnittsweise plan, vorzugsweise ganzflächig plan, und bildet eine Außenfläche des Gehäuses der elektrischen Baueinheit, an die eine weitere elektrische Baueinheit anreihbar ist.The back of the first housing part 120 is at least partially planar, preferably over the entire surface plan, and forms an outer surface of the housing of the electrical unit, to which a further electrical unit can be added. The back of the other first housing part 150 is at least partially planar, preferably over the entire surface plan, and forms an outer surface of the housing of the electrical unit, to which a further electrical unit can be added.

Die 9 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Gehäuseteil 160 und die 10 eine Rückseite des Gehäuseteils 160, das im Wesentlichen U- oder C-förmig ist und als Abstandshalterelement (spacer) für die Herstellung eines breiteren Gehäuses eingesetzt werden kann. Hierzu kann das zweite Gehäuseteil 160 mit seiner Rückseite mit dem ersten Gehäuseteil 120 (7) zusammengesteckt werden. Die Rückseite weist hierzu hohle Verbindungselemente 162 auf, deren Position und Form mit den hohlen Verbindungselementen 152 des weiteren ersten Gehäuseteils 150 (8) übereinstimmen. Die Vorderseite weist Verbindungsstifte 156 auf, deren Position und Form mit den Verbindungsstiften 146 des ersten Gehäuseteils 120 (7) übereinstimmen. Auf diese Weise können ein oder mehrere zweite Gehäuseteile 160 zusammengesetzt und zwischen die beiden ersten Gehäuseteile 120, 150 gesetzt werden, um dadurch – abhängig von der Anzahl der in das Gehäuse eingesetzten Module – eine stufenweise Verbreiterung des Gehäuses der elektrischen Baueinheit bereitzustellen.The 9 shows a plan view of a second housing part 160 and the 10 a back of the housing part 160 , which is substantially U- or C-shaped and can be used as a spacer member (spacer) for the production of a wider housing. For this purpose, the second housing part 160 with its back with the first housing part 120 ( 7 ) are put together. The back has for this purpose hollow fasteners 162 on, their position and shape with the hollow fasteners 152 the other first housing part 150 ( 8th ) to match. The front has connecting pins 156 on, their position and shape with the connecting pins 146 of the first housing part 120 ( 7 ) to match. In this way, one or more second housing parts 160 assembled and between the two first housing parts 120 . 150 be set to thereby - depending on the number of modules used in the housing - to provide a gradual widening of the housing of the electrical assembly.

Das zweite Gehäuseteil 160 bildet zwischen seinen Schenkeln 164, die einstückig Aufnahmemittel 166 für Kontaktorgane ausbilden, einen Aufnahmeraum 170, in den ein Erweiterungsmodul einsetzbar ist, insbesondere ein Optionsmodul 308, 408 (3, 4). Das zweite Gehäuseteil 160 weist eine Befestigungseinrichtung auf, mit der das Gehäuse und damit die elektrische Baueinheit an der Tragschiene 136 (7) festlegbar ist. Das zweite Gehäuseteil 160 bildet hierzu vorzugsweise einstückig ein Federelemente 168 aus, mittels dem das Gehäuse werkzeuglos lösbar an der Tragschiene 136 festlegbar ist.The second housing part 160 forms between his thighs 164 , the one-piece recording means 166 training for contact organs, a recording room 170 in which an expansion module can be used, in particular an option module 308 . 408 ( 3 . 4 ). The second housing part 160 has a fastening device, with which the housing and thus the electrical assembly to the mounting rail 136 ( 7 ) is determinable. The second housing part 160 For this purpose, preferably integrally forms a spring elements 168 out, by means of which the housing detachable without tools on the mounting rail 136 is determinable.

Die 11 zeigt eine Draufsicht und die 12 eine Seitenansicht eines Funktionsmoduls 706, das über eine drahtgebundene Schnittstelle 780 mit einem Basismoduls 702 verbindbar ist. Die Schnittstelle 780 umfasst als elektrische Verbindungselemente eine Steckerleiste 782 an dem Basismodul 702 und eine Buchsenleiste 784 an dem Funktionsmodul 706, wobei die Verbindungsrichtung lateral in Bezug auf die Leiterplatte des Basismoduls 702 ist. In einer Ausführungsart weisen die elektrischen Verbindungselemente einen mechanischen Verpolschutz auf. Außerdem können die elektrischen Verbindungselemente auch eine mechanische Verbindung bereitstellen, entweder allein aufgrund des klemmenden Eingriffs der Steckerstifte 786 in die Buchsenelemente 788, oder alternativ oder zusätzlich durch ein mechanisches Verbindungselement, beispielsweise eine Verbindungsschraube oder einen Verbindungsstift.The 11 shows a plan view and the 12 a side view of a function module 706 that has a wired interface 780 with a base module 702 is connectable. the interface 780 includes as electrical connection elements a power strip 782 on the base module 702 and a female header 784 at the function module 706 wherein the connection direction is lateral with respect to the circuit board of the base module 702 is. In one embodiment, the electrical connection elements have a mechanical polarity reversal protection. In addition, the electrical connection elements can also provide a mechanical connection, either solely due to the clamping engagement of the connector pins 786 in the socket elements 788 , or alternatively or additionally, by a mechanical connecting element, for example a connecting screw or a connecting pin.

Die 13 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Optionsmoduls 808, das über eine drahtgebundene Schnittstelle 880 mit einem Basismoduls 802 verbindbar ist. Die Schnittstelle 880 umfasst als elektrische Verbindungselemente eine Steckerleiste 882 an dem Basismodul 802 und eine Buchsenleiste 884 an dem Funktionsmodul 806, wobei die Verbindungsrichtung vertikal in Bezug auf die Leiterplatte des Basismoduls 802 ist. In einer Ausführungsart weisen die elektrischen Verbindungselemente einen mechanischen Verpolschutz auf. Außerdem können die elektrischen Verbindungselemente auch eine mechanische Verbindung bereitstellen, entweder allein aufgrund des klemmenden Eingriffs der Steckerstifte 886 in die Buchsenelemente 888, oder alternativ oder zusätzlich durch ein mechanisches Verbindungselement, beispielsweise eine Verbindungsschraube oder einen Verbindungsstift.The 13 shows a perspective view of an option module 808 that has a wired interface 880 with a base module 802 is connectable. the interface 880 includes as electrical connection elements a power strip 882 on the base module 802 and a female header 884 at the function module 806 wherein the connection direction is vertical with respect to the circuit board of the base module 802 is. In one embodiment, the electrical connection elements have a mechanical polarity reversal protection. In addition, the electrical connection elements can also provide a mechanical connection, either solely due to the clamping engagement of the connector pins 886 in the socket elements 888 , or alternatively or additionally by a mechanical connecting element, for example a connecting screw or a connecting pin.

Die 14 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Schaltungsanordnung umfassend ein Basismodul 902, ein Funktionsmodul 906 und ein Optionsmodul 908, die jeweils eine drahtlose Schnittstelle 980 aufweisen, mittels denen eine Einweg- oder Zweiweg-Signalübertragung zwischen den Modulen durchführbar ist. Die Schnittstellen sind im Ausführungsbeispiel als Funkschnittstellen ausgeführt und umfassen jeweils eine Antenne 990, die auch als flächiges Element oder gedruckte Leiterbahn ausgebildet sein kann. Alternativ oder ergänzend zu einer Funkschnittstelle können auch optische oder sonstige drahtlose Schnittstellen vorgesehen sein. Darüber hinaus können Basis- oder Erweiterungsmodule neben drahtlosen Schnittstellen auch drahtgebundene Schnittstellen aufweisen, beispielsweise wie in den Ausführungsbeispielen der 12 und 13 dargestellt und beschrieben. Insbesondere das Basismodul 902 weist alle Schnittstellen auf, die in den diesem Basismodul 902 zugeordneten Erweiterungsmodulen realisiert sind, damit eine Verbindung dieses Basismoduls 902 mit allen zugeordneten Erweiterungsmodulen möglich ist.The 14 shows a perspective view of a circuit arrangement comprising a base module 902 , a functional module 906 and an option module 908 , each one a wireless interface 980 have, by means of which a one-way or two-way signal transmission between the modules is feasible. The interfaces are designed in the embodiment as radio interfaces and each comprise an antenna 990 , which can also be designed as a sheet-like element or printed conductor. Alternatively or in addition to a radio interface, optical or other wireless interfaces may also be provided. In addition, base or expansion modules in addition to wireless interfaces and wired interfaces, for example, as in the embodiments of 12 and 13 shown and described. In particular, the basic module 902 has all the interfaces included in this basic module 902 assigned expansion modules are realized, thus connecting this base module 902 with all assigned expansion modules is possible.

Claims

Modular system for the production of an application-specific electrical unit, wherein the modular system comprises at least one basic electric module ( 302 ) and at least one electrical expansion module ( 306 . 308 ), from which an electrical circuit arrangement of the application-specific electrical unit can be formed, which comprises at least a first base module ( 302 ), and wherein one or more expansion modules ( 306 . 308 ) and / or one or more further base modules ( 302 ) via defined electrical interfaces ( 780 . 980 ) with the first base module ( 302 ) and / or interconnectable, and wherein the modular system further housing parts ( 120 . 150 . 160 ) for forming a housing receiving the circuit arrangement, wherein at least one housing part ( 120 . 150 . 160 ) has at least a part of a fastening device, by means of which the housing on a mounting rail ( 136 ) is fastened, and wherein at least one housing part ( 120 . 150 . 160 ) is designed such that the housing to another, also on the mounting rail ( 136 ) attachable housing of another electrical unit can be arrayed, characterized in that the base module ( 302 ) at a first start, and / or when switching on the electrical power supply, and / or in response to a control command detects whether and, if so, which expansion modules ( 306 . 308 ) Are part of the circuit arrangement of the electrical assembly, and that the electrical assembly is autoconfigurable.

Modular system according to claim 1, characterized in that the base module ( 302 ) has a microprocessor by programming the function of the base module ( 302 ), and / or the expansion module ( 306 . 308 ), and / or the circuit arrangement of the electrical unit is selectable.

Modular system according to claim 2, characterized in that that the microprocessor is freely programmable, in particular also is programmable at the place of assembly of the electrical unit, and thereby also in an already manufactured and / or on the mounting rail attached electrical unit an application specific function of electrical unit selectable is.

Modular system according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the interfaces ( 780 . 980 ) of the base module ( 302 ) wireless interfaces ( 980 ) for a wireless signal exchange with extension modules ( 306 . 308 ) and / or are arranged outside of the electrical component components.

Modular system according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the interfaces ( 780 . 980 ) of the base module ( 302 ) wired interfaces ( 780 ) for a wired signal exchange with extension modules ( 306 . 308 ) and / or are arranged outside of the electrical component components.

Modular system according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement has a circuit for signal processing whose input signal is a sensor signal and its output signal a normalized current or voltage signal of the measuring technique is, in particular a current signal between 4 mA and 20 mA or between 0 mA and 20 mA, or a voltage signal between 2 V and 10 V or between 0V and 10V is.

Modular system according to one of the preceding claims, characterized in that the modular system at least a first housing part ( 120 . 150 ), which forms an outer surface of the housing, to which a further electrical unit is arrangeable, and also at least one second housing part ( 160 ), which is connected to the first housing part ( 120 . 150 ) or a further second housing part ( 160 ) Is connectable and by the width of the housing is gradually increased.

Modular system according to claim 7, characterized in that the second housing part ( 160 ) preferably in one piece receiving means ( 166 ) has for receiving electrical contact members, by means of which basic modules ( 302 ) and / or expansion modules ( 306 . 308 ) are electrically contacted.

Modular system according to claim 7 or 8, characterized in that the contour of the second housing part ( 160 ) on at least two outer sides with the contour of the first housing part ( 120 . 150 ) matches.

Electrical assembly made of a modular system according to one of the preceding claims, wherein the electrical assembly comprises at least a first base module ( 302 ), which has at least one defined electrical interface ( 780 . 980 ) for connection to an expansion module ( 306 . 308 ) and / or another basic module ( 302 ), wherein all the circuitry of the electrical assembly forming base and extension modules ( 302 . 306 . 308 ) are arranged in a common housing, wherein the housing has a fastening device, by means of which the housing on a mounting rail ( 136 ), wherein the housing to another, also on the mounting rail ( 136 ) attachable housing of another electrical unit can be arranged, wherein the base module ( 302 ) at a first start, and / or when switching on the electrical power supply, and / or in response to a control command detects whether and, if so, which expansion modules ( 306 . 308 ) Are part of the circuit arrangement of the electrical assembly, and wherein the electrical assembly is autoconfigurable.

Electrical unit according to claim 10, characterized in that at least one expansion module ( 306 . 308 ) lateral to the base module ( 302 ), preferably laterally to the base module ( 302 ), is arranged in the housing, in particular laterally to a circuit board of the base module ( 302 ) is arranged.

Electrical unit according to claim 10 or 11, characterized in that at least one expansion module ( 306 . 308 ) stacked to the base module ( 302 ) is arranged in the housing, in particular above or below a printed circuit board of the base module ( 302 ) is arranged.