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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine modular aufgebaute Messeinrichtung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 201 11 830
U1 ist eine Messeinrichtung mit modularem Aufbau bekannt,
die mehrere Funktionsmodule aufweist, die jeweils eine Funktionseinheit
für die Messeinrichtung aufweisen. Jedes Funktionsmodul
weist einen Rahmen auf, der die jeweilige Funktionseinheit enthält.
Die Rahmen der Funktionsmodule bilden im zusammengebauten Zustand
der Messeinrichtung jeweils einen Gehäuseabschnitt eines
Gehäuses der Messeinrichtung.
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Bei
der bekannten Messeinrichtung bildet eines der Funktionsmodule eine
Bedieneinheit, die für alle Funktionseinheiten der Messeinrichtung
eine gemeinsame Bedienfront des Gehäuses bildet. Alle übrigen
Funktionsmodule sind hinter diesem Bedienmodul hintereinander angeordnet.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für eine Messeinrichtung der eingangs genannten Art eine
verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere
dadurch auszeichnet, dass sich eine erhöhte Flexibilität
im Hinblick auf variierende Messanforderungen erzielen lässt,
wobei gleichzeitig ein einfacher Aufbau realisierbar sein soll.
Zusätzlich oder alternativ soll die Leistungsfähigkeit
der Messeinrichtung gesteigert werden.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Rahmen der Funktionsmodule
mit Kühlkanalabschnitten auszustatten und diese in bzw. an
den Rahmen jeweils so anzuordnen, dass sie im zusammengebauten Zustand
der Messeinrichtung miteinander kommunizierend verbunden sind und sich
so zu Kühlkanälen ergänzen. Diese Kühlkanäle können
dann von einem Kühlfluid, insbesondere Kühlluft,
durchströmt werden. Bei dieser Bauweise weist die Messeinrichtung
für alle Funktionsmodule eine gemeinsame Kühlung
auf, in die eine quasi beliebige Anzahl von Funktionsmodulen integrierbar
ist. Gekühlt werden dabei die Rahmen, so dass Wärme, die
in den Funktionseinheiten innerhalb der Rahmen entsteht, abgeführt
werden kann. Separate Kühleinrichtungen für jedes
einzelne Funktionsmodul können dabei entfallen. Der Aufwand
zur Kühlung der einzelnen Funktionsmodule wird durch die
gemeinsame Kühleinrichtung erheblich reduziert. Insbesondere
lässt sich eine effiziente Kühlung bei vergleichsweise
niedrigem Aufwand realisieren.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform kann der jeweilige Rahmen
doppelwandig ausgestaltet sein, wobei dann die Kühlkanalabschnitte
in der Doppelwand angeordnet bzw. ausgebildet sind. Hierdurch lassen
sich die Rahmen mit integrierten Kühlkanalabschnitten besonders
preiswert herstellen. Beispielsweise können die Rahmen
zusammen mit den Kühlkanalabschnitten integral als Gussteile
hergestellt werden.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können
die jeweiligen Rahmen koaxial zu einer Längsrichtung des
Gehäuses angeordnet sein, in welcher die Rahmen im zusammengebauten
Zustand der Messeinrichtung nebeneinander angeordnet sind. Insbesondere
kann dadurch jedes Funktionsmodul eine eigene Bedienfront aufweisen,
die alle Schnittstellen und Bedienelemente zum Betreiben der jeweiligen
Funktionseinheit besitzt. Hierdurch ergibt sich eine erhöhte
Flexibilität für die Anpassung der Messeinrichtung
an unterschiedliche Messaufgaben. Ein Bedienmodul, wie es aus der
eingangs genannten
DE
201 11 830 U1 bekannt ist, ist hierbei entbehrlich. Gleichzeitig entfallen
die Nachteile eines derartigen Bedienmoduls, das nur auf eine vorbestimmte
Anzahl und Art von Funktionsmodulen vorgesehen sein kann.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Messeinrichtung im zusammengebauten
Zustand,
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2 eine
perspektivische Ansicht wie in 1, jedoch
in einem nur teilweise zusammengebauten Zustand,
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Funktionsmoduls in auseinandergezogener
Darstellung,
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Rahmens,
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5 eine
perspektivische Ansicht eines Endmoduls in teilweise auseinandergezogener
Darstellung,
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6 und 7 perspektivische
Ansichten auf Seitenwände des Endmoduls,
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8 eine
stark vereinfachte Prinzipdarstellung der Messeinrichtung im zusammengebauten Zustand,
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9 eine
stark vereinfachte Prinzipdarstellung von zwei Funktionsmodulen
beim Zusammenbauen.
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Entsprechend 1 weist
eine modular aufgebaute Messeinrichtung 1 mehrere Funktionsmodule 2 auf.
Im Beispiel der 1 sind sieben Funktionsmodule 2 dargestellt.
Es ist klar, dass auch mehr oder weniger als sieben Funktionsmodule
vorhanden sein können. So zeigt beispielsweise 2 den
Anbau zweier weiterer Funktionsmodule 2 an die Gruppe von
Funktionsmodulen 2 der in 1 gezeigten
Variante. Jedes Funktionsmodul 2 weist zumindest eine Funktionseinheit
für die Messeinrichtung 1 auf. Diese Funktionseinheiten
können beispielsweise unterschiedlichen Messaufgaben zugeordnet
sein. Des Weiteren kann eine solche Funktionseinheit auch ein Netzteil
repräsentieren, das die Stromversorgung aller verwendeten
Funktionseinheiten bzw. Funktionsmodule 2 gewährleistet.
Ebenso ist grundsätzlich an eine Funktionseinheit denkbar,
die eine Art Schnittstelle zur Einbindung der Messeinrichtung 1 in
ein Datennetz und/oder in einen Datenbus und/oder in eine EDV-Anlage
ermöglicht.
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Die
modulare Messeinrichtung 1 kann durch gezieltes Hinzufügen
und Weglassen bestimmter Funktionsmodule 2 individuell
für die jeweilige Messaufgabe adaptiert werden, wodurch
sie vielfältig einsetzbar ist.
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Die
einzelnen Funktionsmodule 2 werden dabei bezüglich
einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Längsrichtung 3 nebeneinander
angeordnet und aneinander befestigt. Bezüglich dieser Längsrichtung 3 ist
das in 1 gezeigte Beispiel der Messeinrichtung 1 an
ihren Längsenden jeweils mit einem Endmodul 4 ausgestattet.
Die Endmodule 4 unterscheiden sich von den Funktionsmodulen 2 dadurch,
dass sie für die eigentliche Messaufgabe der Messeinrichtung 1 an
sich nicht erforderlich sind, jedoch optional einzeln oder zusammen
montiert werden können, um die Leistungsfähigkeit
der Messeinrichtung 1 insgesamt zu verbessern.
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Die
Funktionsmodule 2 besitzen jeweils einen Rahmen 5.
Auch die Endmodule 4 weisen jeweils einen Rahmen 6 auf.
Die Rahmen 5, 6 der in der Messeinrichtung 1 verbauten
Module 2, 4 bilden im zusammengebauten Zustand
ein Gehäuse 7 der Messeinrichtung 1.
Dabei bildet jeder Rahmen 5 eines Funktionsmoduls 2 und
jeder Rahmen 6 eines Endmoduls 4 einen Gehäuseabschnitt
des Gehäuses 7. Diese Gehäuseabschnitte
erstrecken sich bezüglich der Längsrichtung 3 nebeneinander.
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Die
Rahmen 5 der Funktionsmodule 2 weisen jeweils
Kühlkanalabschnitte 8 auf. Diese sind beispielsweise
in den 2 bis 4 erkennbar. Beim Zusammenbauen
der einzelnen Rahmen 5 zum Gehäuse 7 werden
die einzelnen Kühlkanalabschnitte 8 benachbarter
Rahmen 5 zueinander fluchtend ausgerichtet, wodurch sie
miteinander kommunizierend verbunden werden. Hierdurch bilden sich im
Gehäuse 7 Kühlkanäle aus, die
durch die miteinander verbundenen Kühlkanalabschnitte 8 gebildet werden.
Diese Kühlkanäle sind in 1 erkennbar und
mit 9 bezeichnet. Hierzu ist eine Oberseite des Gehäuses 9 teilweise
aufgeschnitten. Diese Kühlkanäle 9 sind
im Betrieb der Messeinrichtung 1 grundsätzlich
von einem Kühlfluid durchströmbar. Als Kühlfluid
eignet sich in besonderer Weise Luft. 1 zeigt
zwei Kühlluftströme 10, die durch Pfeile
angedeutet sind.
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Wie
beispielsweise den 3 und 4 entnehmbar
ist, können die Rahmen 5 der Funktionsmodule 2 doppelwandig
ausgestaltet sein. Die Kühlkanalabschnitte 8 sind
dann in dieser mit 11 bezeichneten Doppelwand angeordnet.
Beispielsweise handelt es sich bei den Rahmen 5 um einteilige
oder mehrteilige Gussbauteile, welche integral die Kanalabschnitte 8 enthalten.
Die Kanalabschnitte 8 erstrecken sich bevorzugt parallel
zur Längsrichtung 3 des Gehäuses 7,
so dass sich letztlich auch die Kühlkanäle 9 parallel
zur Längsrichtung 3 erstrecken.
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Im
montierten Zustand erstrecken sich die Rahmen 5 koaxial
zu einer Längsmittelachse 12 des Gehäuses 7,
die sich ihrerseits parallel zur Längsrichtung 3 erstreckt.
Das bedeutet, dass die Rahmen 5 die Längsmittelachse 12 umschließen.
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Entsprechend
den hier gezeigten Ausführungsformen sind die Rahmen 5 im
Wesentlichen U-förmig ausgestaltet, so dass sie gemäß 4 zwei zueinander
parallel verlaufende Schenkel 13 sowie eine die beiden
Schenkel 13 miteinander verbindende Basis 14 aufweisen.
Gegenüber der Basis 14 befindet sich eine offene
Seite des jeweiligen Rahmens 5. Gemäß 3 wird
diese offene Seite mit Hilfe einer Abschlussblende 15 verschlossen.
Die Abschlussblende 15 ist dann gegenüberliegend
der Basis 14 angeordnet und erstreckt sich vom einen Schenkel 13 zum
anderen Schenkel 13. Dabei wird die Abschlussblende 15 an
den beiden Schenkeln 13 auf geeignete Weise befestigt.
Die Abschlussblende 15 weist unterschiedliche, hier nicht
näher bezeichnete Bedienelemente bzw. Schnittstellen für
die dem jeweiligen Funktionsmodul 2 zugeordnete Funktionseinheit
auf. Über diese Bedienelemente und/oder Schnittstellen
ist die Funktionseinheit des jeweiligen Funktionsmoduls 2 vom
jeweiligen Verwender der Messeinrichtung 1 bedienbar.
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Entsprechend
den 1 und 2 bilden die einzelnen Abschlussblenden 15 der
einzelnen Funktionsmodule 2 im zusammengebauten Zustand der
Messeinrichtung 1 jeweils einen Bedienfrontabschnitt einer
gemeinsamen Bedienfront 16 des Gehäuses 7.
Durch diese Bauweise besitzt die gemeinsame Bedienfront 16 unabhängig
von der konkreten Konfiguration der Messeinrichtung 1 stets
alle erforderlichen Bedienelemente und/oder Schnittstellen. Insbesondere
sind keine platzverschwendende unnötige Bedienelemente
bzw. Schnittstellen vorhanden.
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Entsprechend 3 kann
der jeweilige Rahmen 5 eines Funktionsmoduls 2 an
den Seiten durch Seitenwände 17 verschlossen sein,
wodurch der Rahmen 5 eine erhöhte Steifigkeit
besitzt. Gleichzeitig sind die im Inneren des Rahmens 5 angeordneten Komponenten
der Funktionseinheit dadurch besser geschützt. Beispielsweise
trägt der Rahmen 5 in seinem Inneren eine Montageplatte 18,
die insbesondere eine Leiterplatine und/oder eine gedruckte Schaltung
sein kann, die wesentliche Komponenten oder sämtliche Komponenten
der Funktionseinheit trägt.
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Gemäß 1 sind
die beiden Endmodule 4 so an die Funktionsmodule 2 angebaut,
dass sie innerhalb der Messeinrichtung 1 bezüglich
der Längsrichtung 3 das erste und das letzte Modul
bilden. Mit anderen Worten, die Endmodule 4 sind an das
erste bzw. an das letzte Funktionsmodul 2 angebaut.
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Entsprechend 5 enthält
das jeweilige Endmodul 4 in seinem Rahmen 6 zumindest
einen Verteilerraum 19. Im gezeigten Beispiel enthält
das jeweilige Endmodul 4 in seinem Rahmen 6 zwei
derartige Verteilerräume 19, deren ungefähre
Begrenzung in 5 durch unterbrochene Linien
angedeutet ist. Sofern das jeweilige Endmodul 4 an ein
Funktionsmodul 2 angebaut ist, kommunizieren die Verteilerräume 19 jeweils
mit mehreren Kühlkanälen 9 des Gehäuses 7 bzw.
mit mehreren Kühlkanalabschnitten 8 des jeweiligen
benachbarten Funktionsmodulrahmens 5. Des Weiteren besitzt
das jeweilige Endmodul 4 einen Kühlfluideinlass 20,
durch den das jeweilige Kühlfluid, insbesondere Kühlluft
in das Innere des Endmoduls 4 eintreten kann. Der Kühlfluideinlass 20 ist
hier in einer Seitenwand 21 des Endmoduls 4 ausgebildet,
die im eingebauten Zustand vom Gehäuse 7 weggerichtet,
also nach außen orientiert ist. Gemäß 1 kann
der Kühlfluideinlass 20 mit einem Gitter 22 abgedeckt
sein. Durch diesen Kühlfluideinlass 20 kann beispielsweise
Kühlluft aus einer Umgebung 23 des Gehäuses 7 in
das jeweilige Endmodul 4 eintreten. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform
kann das jeweilige Endmodul 4 am jeweiligen Kühlfluideinlass 20 einen
hier nicht gezeigten Anschluss aufweisen, der mit einer Klimaanlage z.
B. eines Kraftfahrzeugs kommunizierend verbunden werden kann. Hierdurch
kann dem jeweiligen Endmodul 4 vorgekühlte Luft
zugeführt werden.
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Das
jeweilige Endmodul 4 kann gemäß 6 eine
Fördereinrichtung 24 enthalten. Diese ist in 6 nur
symbolisch durch einen Propeller angedeutet. Bei der Fördereinrichtung 24 kann
es sich insbesondere um ein Gebläse, beispielsweise um
ein Radialgebläse oder dergleichen handeln. Die Fördereinrichtung 24 ist
saugseitig mit dem Kühlfluideinlass 20 kommunizierend
verbunden. Druckseitig ist die Fördereinrichtung 24 mit
den beiden Verteilerräumen 19 kommunizierend verbunden.
Zur Ausbildung von Strömungspfaden innerhalb des jeweiligen
Endmoduls 4 können entsprechende Formteile 25 und 26, die
in den 6 und 7 dargestellt sind, angeordnet
sein. Diese Formteile 25, 26 umschließen
die Fördereinrichtung 24 bzw. bilden ein Gehäuse
für die Fördereinrichtung 24. Zur Orientierung
ist die ungefähre Lage der Verteilerräume 19 in
den 6 und 7 zusätzlich angedeutet.
Im Betrieb der Fördereinrichtung 24 saugt diese
Kühlluft durch den Kühlfluideinlass 20 an
und fördert diese zu den Verteilerräumen 19.
Von den Verteilerräumen 19 gelangt die Kühlluft
in die Kühlkanäle 9.
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Gemäß 5 weist
der Rahmen 6 des Endmoduls 4 bevorzugt mehrere
Kühlkanalendabschnitte 27 auf, die jeweils zu
mindestens einem Kühlfluidauslass 28 führen.
Im Beispiel besitzt der Rahmen 6 des Endmoduls 4 axiale
Kühlfluidauslässe 28a sowie seitliche
Kühlfluidauslässe 28s, durch welche das
Kühlfluid quer zur Längsrichtung der Kühlkanäle 9 aus
den Kühlkanalendabschnitten 27 austreten kann.
Im zusammengebauten Zustand sind die Kühlkanalendabschnitte 27 jeweils
mit einem der Kühlkanäle 9 des Gehäuses 7 kommunizierend
verbunden.
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Entsprechend
den 1 und 5 weist das jeweilige Endmodul 4 jeweils
einen Traggriff 29 auf. Der Traggriff 29 ist dabei über
Winkel 30 am Rahmen 6 des Endmoduls 4 befestigt,
wobei eine Abschlussblende 31 zwischen dem Traggriff 29 und den
Winkeln 30 angeordnet sein kann.
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Entsprechend 8 können
die beiden Endmodule 4 eine Gegenstromkühlung
des Gehäuses 7 realisieren. Dabei fördert
die Fördereinrichtung 24 des einen Endmoduls 4 das
Kühlfluid in den Kühlkanälen 9 in
Richtung zum anderen Endmodul 4 und umgekehrt. Beispielsweise
fördert das in 8 links dargestellte Endmodul 4 die
Kühlluft gemäß einem Pfeil 32 nach
rechts, während das in 8 rechts dargestellte
Endmodul 4 eine nach links orientierte Kühlströmung 33 erzeugt.
Wie bereits erläutert, gehen vom jeweiligen Verteilerraum 19 mehrere
Kühlkanäle 9 ab, so dass jeweils eine
Gruppe von Kühlkanälen 9 mit der Kühlfluidströmung
versorgt wird. Sofern zwei oder mehr derartige Verteilerräume 19 vorgesehen
sind, werden dementsprechend zwei oder mehr Gruppen von Kühlkanälen 9 mit
Kühlluft versorgt. Dabei kann eine allseitige Durchströmung also
Kühlung des Gehäuses 7 realisiert werden,
wobei sich die Kühlluftströme der beiden Endmodule 4 in
der Umfangsrichtung des Gehäuses 4 abwechseln.
Hierdurch kann eine intensive Gegenstromkühlung des Gehäuses 7 realisiert
werden.
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Entsprechend 9 kann
das jeweilige Funktionsmodul 2 zwei sich gegenüberliegende
Anschlussseiten 34 und 35 aufweisen. Diese befinden sich
im Bereich der Seitenwände 17. Die eine Anbauseite 34 weist
dabei erste Kopplungselemente 36 auf, während
die andere Anbauseite 35 zweite Kopplungselemente 37 aufweist.
Die ersten Kopplungselemente 36 und die zweiten Kopplungselemente 37 sind
zueinander komplementär ausgestaltet. Die Kopplungselemente 36, 37 sind
dabei so aufeinander abgestimmt, dass sich je zwei Funktionsmodule 2 gemäß 9 so
zusammenbauen lassen, dass in einer in 9 wiedergegebenen
Steckposition die ersten Kopplungselemente 36 und die zweiten
Kopplungselemente 37 der einander zugewandten Anschlussseiten 34, 35 zueinander
versetzt angeordnet sind. In dieser Steckposition lassen sich die
beiden Module 2 axial stecken, also parallel zur Längsrichtung 3.
Diese Steckbewegung ist durch Pfeile 38 angedeutet. Anschließend
können die beiden Module 2 quer zur Längsrichtung 3 in
eine Halteposition geschoben werden, was durch Pfeile 39 angedeutet
ist. In dieser Halteposition hintergreifen sich die zusammenwirkenden
Kopplungselemente 36, 37 axial. In der Folge lassen
sich die beiden Funktionsmodule 2 in axialer Richtung,
also parallel zur Längsrichtung 3 nicht mehr auseinanderziehen.
Diese Halteposition kann beispielsweise mit Hilfe von Sicherungsschrauben 40 gesichert
werden, die in 1 und 2 erkennbar sind.
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Die
beiden Endmodule 4 besitzen jeweils nur eine solche Anschlussseite 34 oder 35 und
sind dementsprechend entweder mit den ersten Kopplungselementen 36 oder
mit den zweiten Kopplungselementen 37 ausgestattet. Entsprechend
kann eines der Endmodule 4 nur links an eines der Funktionsmodule 2 angebaut
werden, während das andere Endmodul 4 nur rechts
an eines der Funktionsmodule 2 angebaut werden kann. Im
Unterschied dazu lassen sich die Funktionsmodule 2 sowohl
links als auch rechts aneinander anbauen.
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Beim
Zusammenbauen der einzelnen Module 2, 4 können,
insbesondere automatisch, Datenleitungen und/oder Stromversorgungsleitungen
miteinander verbunden werden, um die einzelnen Module miteinander
zu vernetzen und/oder in ein Datennetz einzubinden, an das das Netzgerät 1 angeschlossen ist.
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Abschließend
sei noch darauf hingewiesen, dass die Wärme produzierenden
Bauteile der Elektronik auf der dem linken Modul-Seitendeckel zugewandten
Seite montiert werden. Zwischen den Wärme produzierenden
Bauteilen (in der Regel Netzteilkomponenten oder Prozessoren) wird
ein wärmeleitendes, elektrisch-isolierendes GAP-PAD eingelegt oder
ein GAP-Filter aufgetragen. Die Verlustwärme der Bauteile
wird dann direkt vom Bauteil über den GAP-Filter in die
Modulseitenwand und von dort über entsprechend groß dimensionierte
Auflageflächen am Modulrahmen in den Modulrahmen transportiert. Von
dort kann die Verlustwärme über temperaturgesteuerte
Lüfter (Endmodule) zu den Lüftungskanälen,
die als Kühlkörper ausgeformt sind, abtransportiert
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 20111830
U1 [0002, 0008]