DE19703978A1 - Kaskadierbare Baugruppe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kaskadierbare Bau­ gruppe eines modularen elektrischen und/oder elektronischen Gerätes, wobei die Baugruppe die Kontaktmittel zur elektrisch leitenden Kontaktierung mit jeweils benachbarten gleicharti­ gen Baugruppen aufweist.

Derartige Baugruppen sind heute weitverbreitet. So liefert beispielsweise die Firma Siemens AG, die Anmelderin der vor­ liegenden Erfindung, das dezentrale Peripheriegerät ET 200 M bestehend aus einer Anschaltung für den Anschluß an einen Feldbus, verschiedenen mit Busverbindern verbundene Periphe­ riebaugruppen und gegebenenfalls einer Stromversorgung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kaskadierbare Baugruppe eines modularen elektrischen und/oder elektronischen Gerätes zu schaffen, die mit weiteren gleich­ artigen Baugruppen beliebig erweiterbar ist, wobei sich ein selbsttragender Aufbau ergibt.

Diese Aufgabe wird für eine kaskadierbare Baugruppe eines mo­ dularen elektrischen/elektronischen Gerätes, wobei die Bau­ gruppe Kontaktmittel zur elektrischen leitenden Kontaktierung mit jeweils benachbarten gleichartigen Baugruppen aufweist, dadurch gelöst, daß eine auf einer ersten Seite der Baugruppe benachbart plazierbare Baugruppe die Baugruppe im Bereich der Kontaktmittel überlappt und daß die Baugruppe eine auf einer zweiten Seite der Baugruppe benachbart plazierbare Baugruppe im Bereich der Kontaktmittel überlappt.

Ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau der erfin­ dungsgemäßen Baugruppe ergibt sich, wenn die Baugruppe ein aus mindestens einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Ge­ häuseteil gebildetes Gehäuse aufweist, wobei erstes Gehäuse­ teil und zweites Gehäuseteil im wesentlichen gleichgestaltig ausgebildet sind.

Eine besonders einfache elektrisch leitende Kontaktierung der erfindungsgemäßen kaskadierbaren Baugruppe ergibt sich, wenn das Gehäuseteil im Bereich der Überlappung eine Ausnehmung aufweist, durch welche die Kontaktmittel kontaktierbar sind. Dann ist eine Kontaktierung der benachbarten Baugruppen z. B. mittels direkter und/oder indirekter Steckverbinder möglich, so daß die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Bau­ gruppen durch das Zusammenstecken der Kontaktmittel erreich­ bar ist.

Wenn die beiden Gehäuseteile trogförmig mit einem Bodenbe­ reich und vier Seitenwänden ausgebildet sind, und das Gehäu­ seteil im Bodenbereich angeschrägt und damit die auf einer Befestigungsebene montierte Baugruppe mit dieser Befesti­ gungsebene einen dieser Anschrägung im wesentlichen entspre­ chenden Winkel einschließt, ist mit der erfindungsgemäßen Baugruppe ein besonders einfacher selbsttragender Aufbau mög­ lich, der zudem ein nachträgliches Auswechseln einer Baugrup­ pe ermöglicht, ohne eine Zerlegung des gesamten Aufbaus zu erfordern.

Wenn für die kaskadierbare Baugruppe benachbart zu der Bau­ gruppe anstelle gleichartiger Baugruppen auch eine Anschluß­ baugruppe oder eine Abschlußbaugruppe in Form einer reduzier­ ten Baugruppe plazierbar ist, ist vorteilhafterweise mit der Anschlußbaugruppe eine Einspeisung von versorgungspotentialen oder z. B. ein Anschluß an einen Feldbus möglich, wobei die Kopfbaugruppe mitsamt den in der Kopfbaugruppe angeordneten Kontaktmitteln von der Baugruppe lösbar ist, so daß sich in bezug auf die Potential- und Signaleinspeisung eine sogenann­ te stehende Verdrahtung ergibt. Mit der Abschlußbaugruppe kann z. B. eine Busterminierung oder ein konstruktiver Ab­ schluß des aus kaskadierbaren Baugruppen gebildeten Gerätes bewirkt sein.

Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Unteransprü­ chen. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 eine kaskadierbare Baugruppe

Fig. 2 eine kaskadierbare Baugruppe in Explosionsdarstellung

Fig. 3 ein aus kaskadierbaren Baugruppen gebildetes elektri­ sches Gerät mit Anschluß- und Abschlußbaugruppe in perspektivischer Darstellung

Fig. 4 ein aus kaskadierbaren Baugruppen gebildetes elektri­ sches Gerät mit Anschuß und Abschlußbaugruppe in Sei­ tendarstellung

Fig. 5, Fig. 6 eine Schnittdarstellung der Verhältnisse gemäß Fig. 4 und

Fig. 7 einen Baugruppenwechsel.

Gemäß Fig. 1 weist die erfindungsgemäße Baugruppe BG ein zu­ mindest aus den Gehäuseteilen GT1, GT2 gebildetes Gehäuse auf. Das Gehäuseteil GT1, GT2 weist Ausnehmungen GTA auf, durch die auf einer in Fig. 1 nicht ersichtlichen Leiterplatte LP angeordnete Kontaktmittel KM kontaktierbar sind. Die Ge­ häuseteile GT1, GT2 sind im wesentlichen gleichgestaltig aus­ gebildet. Jedes Gehäuseteil GT1, GT2 ist trogformig mit einem Bodenbereich und vier Seitenwänden ausgebildet, wobei das Ge­ häuseteil GT1, GT2 im Bodenbereich angeschrägt ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, liegt die Ausnehmung GTA mit dem Kon­ taktmittel KM im zweiten Gehäuseteil GT2 der Anschrägung des ersten Gehäuseteils GT1 gegenüber. Entsprechendes gilt für die nicht dargestellte Ausnehmung GTA des Gehäuseteils GT1, die der Anschrägung des Gehäuseteils GT2 gegenüberliegt.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind am Gehäuseteil GT2 Anschlußvorrichtungen AV angeordnet, die im Ausführungsbei­ spiel als Würgenippel ausgebildet sind. Die Anschlußvorrich­ tungen AV sind in nicht dargestellten weiteren Ausnehmungen des Gehäuseteils GT2 plaziert. Die beschriebenen weiteren Ausnehmungen sind als ausbrechbare Bereiche des Gehäuseteils GT1, GT2 ausgebildet, wobei die Außenkontur dieser ausbrech­ baren Bereiche als Sollbruchstelle ausgeformt ist, so daß sich die zu den Anschlußvorrichtungen AV korrespondierende Ausnehmung beim Ausbrechen dieser Bereiche ergibt.

Für die Gehäuseteile GT1, GT2 ist mit der Anzahl ausbrechba­ rer Öffnungen eine Maximalzahl von plazierbaren Anschlußvor­ richtungen vorgegeben, die der Benutzer der erfindungsgemäßen Baugruppe jedoch nicht nutzen muß.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Baugruppe BG in einer Explo­ sionsdarstellung. In dieser Darstellung ist insbesondere auch die Ausnehmung GTA des Gehäuseteils GT2 ersichtlich, die in Fig. 1 nicht erkennbar war. Innerhalb der Gehäuseteile GT1, GT2 der Baugruppe BG ist eine Leiterplatte LP angeordnet, auf der Kontaktmittel KM plaziert sind, wobei die beiden Kontakt­ mittel KM auf verschiedenen Seiten der Leiterplatte LP ange­ ordnet sind, so daß eines der Kontaktmittel KM im Bereich der Ausnehmung GTA des Gehäuseteils GT1 kontaktierbar ist und das andere Kontaktmittel KM im Bereich der Ausnehmung GTA des Ge­ häuseteils GT2 kontaktierbar ist.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung mehrerer kaska­ dierter Baugruppen BG. Man erkennt deutlich, daß die auf ei­ ner ersten Seite der Baugruppe BG benachbart plazierte Bau­ gruppe BGZ die Baugruppe BG im Bereich der Kontaktmittel KM überlappt und daß die Baugruppe BG selbst eine auf einer zweiten Seite der Baugruppe BG benachbart plazierte Baugruppe BGA im Bereich der Kontaktmittel KM überlappt.

Es sei darauf hingewiesen, daß unterschiedliche Bezugszeichen für die Baugruppe BG nur zur eindeutigen Identifizierung der jeweiligen Baugruppen BG innerhalb der kaskadierten Anordnung der einzelnen Baugruppen BG verwendet werden. Erfindungsrele­ vante funktionale Unterschiede zwischen den Baugruppen BG, BGA, BGY, BGZ bestehen nicht.

Durch eine derartige Überlappung ist ein Aufbau der erfin­ dungsgemäßen kaskadierbaren Baugruppen BG ohne Grundträger möglich, wobei die elektrisch leitende Verbindung über das Kontaktmittel KM, das durch die Öffnung GTA des Gehäuseteils GT2 der Baugruppe BGZ hindurchgreift, mit dem Kontaktmittel KM, das durch die Ausnehmung GTA des Gehäuseteils GT1 der Baugruppe BG hindurchgreift und ausgehend von der Baugruppe BG über das Kontaktmittel KM, das durch die Ausnehmung GTA des Gehäuseteils GT2 durchgreift, an die Baugruppe BGA über das Kontaktmittel KM, das durch die Ausnehmung GTA des Gehäu­ seteils GT1 hindurchgreift, erfolgt. In dem Bereich, in dem sich die Baugruppen BG überlappen, sind die Baugruppen BG zu­ dem über Befestigungsmittel, z. B. Schrauben, mechanisch lös­ bar miteinander verbindbar.

Fig. 4 zeigt den Sachverhalt aus Fig. 3 in einer Seitenansicht. Besonders gut ist hier die Abschlußbaugruppe BBG erkennbar, die den konstruktiven Aufbau des aus kaskadierbaren Baugrup­ pen BG gebildeten Gerätes abschließt. Mittels der Anschluß­ baugruppe TBG sind dem elektrischen Gerät über deren An­ schlußvorrichtungen AV Potentiale oder Signale zuführbar.

Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung der Verhältnisse gemäß Fig. 4. Die Kontaktmittel KM sind im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 als direkte Steckverbinder KM ausgebildet. Abweichende Kontaktierungsmöglichkeiten sind gleichfalls denkbar. Wie aus Fig. 5 besonders gut ersichtlich ist, kontaktiert stets ein Kontaktmittel KM, das in bezug auf eine gedachte Befesti­ gungsebene (→ BE) nach unten gerichtet ist, ein Kontaktmit­ tel KM einer von dieser Baugruppe BG überlappten Baugruppe BG, das in bezug auf eine Anschlußebene (→ AE) nach oben ge­ richtet ist.

Fig. 6 zeigt eine weitere Schnittdarstellung der Verhältnisse gemäß Fig. 4. Diesmal ist die Schnittebene jedoch so gewählt, daß die Ausnehmungen für die Befestigungsmittel zum lösbaren Verbinden der einzelnen Baugruppen miteinander ersichtlich sind. Die mechanisch lösbare Verbindung zwischen den einzel­ nen Baugruppen ist z. B. mittels einer Gewindeschraube, die in die Ausnehmungen der ersten Baugruppe einführbar ist und ei­ nem entsprechenden Gegenstück mit einem Innengewinde, das in die Ausnehmung der anderen Baugruppe einführbar ist, bewirk­ bar. Derartige Schrauben können unverlierbar in den entspre­ chenden Ausnehmungen der Baugruppe gehaltert sein.

Ist eine Verbindung der kaskadierten Baugruppen mit einer Be­ festigungsebene gewünscht, kann in den zuvor beschriebenen Ausnehmungen, für den Fall, daß die dort positionierten Befe­ stigungsmittel nicht unverlierbar angeordnet sind, ein Befe­ stigungsmittel durch die überdeckend zu positionierenden Aus­ nehmungen hindurchgeführt werden und damit die sich überlap­ penden Baugruppen BG auf der Befestigungsebene befestigt wer­ den. Im Falle unverlierbar positionierter Befestigungsmittel in den vorstehend beschriebenen Ausnehmungen ist zum Befesti­ gen der kaskadierten Baugruppen BG an einer Befestigungsebene eine weitere, ähnlich gestaltete Ausnehmung erforderlich, durch die ein Befestigungsmittel durch die überlappenden Bau­ gruppen BG bis hin zu einer Befestigungsebene hindurchführbar ist, so daß die überlappenden Baugruppen BG mechanisch lösbar mit der Befestigungsebene verbindbar sind.

Die erfindungsgemäße Konstruktion und Gestaltung der Baugrup­ pe BG erleichtert insbesondere einen Baugruppenwechsel, ohne dabei den kompletten, durch die kaskadierten Baugruppen BG gebildeten Baugruppenverband komplett auflösen zu müssen. Ge­ mäß Fig. 7 ist die Entfernung der Baugruppe BG aus dem zumin­ dest durch die Baugruppen BGY, BGZ, BG und BGA gebildeten kaskadierten Baugruppenverband mittels der nachstehend be­ schriebenen Verfahrensschritte möglich:

• (→1) Das Befestigungsmittel, das zumindest die Baugruppen BGY, BGZ miteinander verbindet, wird zumindest geloc­ kert.
• (→2) Das Befestigungsmittel, das zumindest die Baugruppen BGZ, BG miteinander verbindet und das Befestigungs­ mittel, das zumindest die Baugruppen BG, BGA mitein­ ander verbindet, wird gelöst.
• (→3) Die Baugruppe BGZ, die die aus dem Baugruppenverband zu entfernende Baugruppe BG überlappt, wird in Rich­ tung von der zu entfernenden Baugruppe BG wegge­ schwenkt, zumindest so weit, bis kein mechanischer Kontakt zwischen der weggeschwenkten Baugruppe BGZ und der zu entfernenden Baugruppe BG besteht.
• (→4) Die zu entfernende Baugruppe BG wird ihrerseits von der durch sie überlappten Baugruppe BGA wegge­ schwenkt, zumindest so weit, bis eine nachfolgende translatorische Bewegung (→ 5) ohne Behinderung durch die Anschlußvorrichtungen AV der Baugruppe BGA ausgeführt werden kann.
• (→5) Die Baugruppe BG wird in einer translatorischen Bewe­ gung aus dem Baugruppenverband entfernt.

Claims (5)

1. Kaskadierbare Baugruppe (BG) eines modularen elektrischen und/oder elektronischen Gerätes, die Kontaktmittel (KM) zur elektrisch leitenden Kontaktierung mit jeweils be­ nachbarten gleichartigen Baugruppen (BGA, BGZ) aufweist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine auf einer ersten Seite der Baugruppe (BG) be­ nachbart plazierbare Baugruppe (BGZ) die Baugruppe (BG) im Bereich der Kontaktmittel (KM) überlappt und
• - daß die Baugruppe (BG) eine auf einer zweiten Seite der Baugruppe (BG) benachbart plazierbare Baugruppe (BGA) im Bereich der Kontaktmittel (KM) überlappt.

2. Kaskadierbare Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe (BG) ein aus mindestens einem ersten Gehäuseteil (GT1) und ei­ nem zweiten Gehäuseteil (GT2) gebildetes Gehäuse auf­ weist, wobei erstes Gehäuseteil (GT1) und zweites Gehäu­ seteil (GT2) im wesentlichen gleichgestaltig ausgebildet sind.

3. Kaskadierbare Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (GT1, GT2) im Bereich der Überlappung eine Ausnehmung (GTA) aufweist, durch welche die Kontaktmittel (KM) kon­ taktierbar sind.

4. Kaskadierbare Baugruppe nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (GT1, GT2) trogförmig mit einem Bodenbereich und vier Seitenwänden ausgebildet ist , daß das Gehäuse­ teil (GT1, GT2) im Bodenbereich angeschrägt ist und daß die auf einer Befestigungsebene montierte Baugruppe (BG) mit dieser Befestigungsebene einen dieser Anschrägung im wesentlichen entsprechenden Winkel einschließt.

5. Kaskadierbare Baugruppe nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu der Baugruppe (BG) anstelle gleichartiger Baugruppen (BGA, BGZ) auch eine Anschlußbaugruppe (TBG) oder eine Anschlußbaugruppe (BBG) in Form einer reduzier­ ten Baugruppe plazierbar ist.