DE20111830U1

DE20111830U1 - Modular device design, especially measuring device

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Publication number: DE20111830U1
Application number: DE20111830U
Authority: DE
Original assignee: ZERA GmbH
Current assignee: ZERA GmbH
Priority date: 2001-07-20
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2011-07-21

Description

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ZERA GmbH
Hauptstr. 392ZERA GmbH
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53639 Königswinter53639 Koenigswinter

BeschreibungDescription Modular device design, especially measuring device

Die Erfindung bezieht sich auf einen modularen Geräteaufbau, insbesondere eines Messgerätes, umfassend zumindest zwei elektrisch und/oder mechanisch miteinander verbindbare Module mit Funktionseinheiten.The invention relates to a modular device structure, in particular a measuring device, comprising at least two electrically and/or mechanically connectable modules with functional units.

Aus dem Stand der Technik sind modulare Geräteaufbauten beispielsweise in Form eines modularen Messgerätes bekannt, wobei in einem vorgegebenen Gehäuse eine Vielzahl von Modulen mit Anzeigeeinheiten, Schnittstellen, Anschluss- und Bedienelementen vorgesehen sind. Nach dem Stand der Technik sind die Module als Einsteckmodule ausgebildet, wobei Frontseiten der einzelnen Module im Wesentlichen die gesamte Frontseite des Messgerätes bilden.Modular device structures are known from the state of the art, for example in the form of a modular measuring device, in which a large number of modules with display units, interfaces, connection and control elements are provided in a given housing. According to the state of the art, the modules are designed as plug-in modules, with the front sides of the individual modules essentially forming the entire front side of the measuring device.

Bei den bekannten Geräteaufbauten hat es sich als nachteilig erwiesen, dass beim Austausch einzelner Module aufgrund von Geometrieänderungen der Frontseite des Moduls ein Einsatz in dem Messgerät nicht möglich ist, da nur eine begrenzte Frontfläche zur Verfügung steht. Mit anderen Worten muss aufgrund des Einsatzes eines einzigen Moduls ein neues Messgerät bzw. ein neues Gehäuse für dieses Messgerät erworben werden. Änderungen von Modulen sind aufgrund unterschiedlicher Anforderungen im Bereich der Messtechnik häufig anzutreffen. With the known device designs, it has proven to be disadvantageous that when replacing individual modules, the use in the measuring device is not possible due to changes in the geometry of the front of the module, as only a limited front surface is available. In other words, if a single module is used, a new measuring device or a new housing for this measuring device must be purchased. Changes to modules are common due to different requirements in the field of measurement technology.

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Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, einen modularen Geräteaufbau derart weiterzuentwickeln, dass dieser flexibel und auf einfache Weise, d. h. kostengünstig erweiterbar ist.Based on this, the present invention is based on the problem of further developing a modular device structure in such a way that it can be expanded flexibly and in a simple manner, i.e. cost-effectively.

Das vorliegende Problem wird u. a. dadurch gelöst, dass die Module parallel zu einer von einem frontseitigen Modul aufgespannten Ebene schichtartig hintereinander angeordnet sind.The problem at hand is solved, among other things, by arranging the modules in layers one behind the other, parallel to a plane spanned by a front module.

Im Unterschied zu bekannten modularen Geräten zeichnet sich die erfindungsgemäße Anordnung dadurch aus, dass eine Frontseite des Geräteaufbaus durch ein Frontmodul definiert ist und dass die weiteren Module schichtartig und parallel zu einer von dem Frontmodul aufgespannten Ebene hintereinander, d. h. in der Tiefenerstreckung des Geräteaufbaus elektrisch und mechanisch miteinander verbindbar sind, so dass beliebig viele Module miteinander koppelbar sind, ohne dass eine Begrenzung aufgrund des von der Frontseite vorgegebenen Querschnittes gegeben ist.In contrast to known modular devices, the arrangement according to the invention is characterized in that a front side of the device structure is defined by a front module and that the further modules can be connected to one another in layers and parallel to a plane spanned by the front module, i.e. in the depth extension of the device structure, electrically and mechanically, so that any number of modules can be coupled to one another without there being a limitation due to the cross-section specified by the front side.

Je nach Anwendungsbereich können Module mit unterschiedlichen Funktionseinheiten miteinander gekoppelt werden, um beispielsweise Messgeräte an die jeweiligen Prüfbedingungen anzupassen. Der erfindungsgemäße Aufbau zeichnet sich besonders dadurch aus, dass beispielsweise ein bei einem Kunden vorhandenes Gerät durch Zufügen, Austauschen oder Entnehmen von Modulen an neue Prüfbedingungen auf einfache Weise angepasst werden kann. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten modularen Geräteaufbauten ist auch nicht der Nachteil gegeben, dass nicht vorhandene Module beispielsweise durch Sichtblenden ersetzt werden müssen.Depending on the application area, modules with different functional units can be coupled together in order to adapt measuring devices to the respective test conditions, for example. The structure according to the invention is particularly characterized by the fact that, for example, a customer's existing device can be easily adapted to new test conditions by adding, exchanging or removing modules. In contrast to the modular device structures known from the prior art, there is also no disadvantage that missing modules have to be replaced, for example, by screens.

In einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform ist vorgesehen, dass die Module einen umlaufenden Rand aufweisen, der einen Abschnitt eines Gehäuses des Geräteaufbaus bildet. Je nach Funktionseinheit wie beispielsweise Zählermodul, CPU-Modul, Messmodul, Netzmodul oder dgl. weisen die Module, d. h. deren umlaufende Ränder, unterschiedliche Tiefenerstreckungen auf, wobei die umlaufenden Ränder in ihrer Gesamtheit ein Gehäuse des Geräteaufbaus bilden.In a particularly preferred embodiment, the modules have a peripheral edge that forms a section of a housing of the device structure. Depending on the functional unit, such as a counter module, CPU module, measuring module, network module or the like, the modules, i.e. their peripheral edges, have different depth extensions, with the peripheral edges as a whole forming a housing of the device structure.

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Es ist vorgesehen, dass die Module einen Querschnitt aufweisen, der im Wesentlichen dem von der Frontseite des Gehäuseaufbaus aufgespannten Querschnitt folgt. Dabei ist der umlaufende Rand als Rahmen ausgebildet, von dem beispielsweise eine Platine mit einem Schaltungsaufbau oder eine andere elektrische/elektronische Komponente aufgenommen wird.It is intended that the modules have a cross-section that essentially follows the cross-section spanned by the front of the housing structure. The peripheral edge is designed as a frame, which, for example, can accommodate a circuit board with a circuit structure or another electrical/electronic component.

Vorzugsweise sind Bedienelemente und/oder Anschlusselemente in dem umlaufenden Rand der Module integriert, um einen Anschluss des Moduls mit externen Geräten zu ermöglichen.Preferably, control elements and/or connection elements are integrated in the peripheral edge of the modules to enable the module to be connected to external devices.

Um eine elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Modulen des Geräteaufbaus zu gewährleisten ist vorgesehen, dass die Module senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer von dem Modul aufgespannten Ebene sich erstreckende elektrische und/oder mechanische Schnittstellen aufweisen, die auf einer Seite des Moduls beispielsweise als Steckerleiste und auf einer gegenüberliegenden Seite des Moduls beispielsweise als Messerleiste ausgebildet sind. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Schnittstellen im zusammengebauten Zustand einen Leitungsbus bilden.In order to ensure an electrical connection between the individual modules of the device structure, it is intended that the modules have electrical and/or mechanical interfaces extending perpendicularly or essentially perpendicularly to a plane spanned by the module, which are designed, for example, as a plug strip on one side of the module and, for example, as a male strip on an opposite side of the module. It is also intended that the interfaces form a line bus when assembled.

Um eine feste mechanische Verbindung der Module zu gewährleisten ist vorgesehen, dass an dem umlaufenden Rand zu beiden Seiten des Moduls abragende Rast- oder Steckelemente und Aufnahme für diese angeordnet sind, die in entsprechende Aufnahmen und Rast-Steckelemente des angrenzenden Moduls eingreifen.In order to ensure a firm mechanical connection of the modules, it is intended that protruding locking or plug-in elements and receptacles for these are arranged on the peripheral edge on both sides of the module, which engage in corresponding receptacles and locking plug-in elements of the adjacent module.

Um eine elektrische Abschirmung zu gewährleisten ist vorgesehen, dass die Module entweder elektrisch abgeschirmt sind oder dass zwischen angrenzenden Modulen ein Abschirmelement wie Folie oder Blech eingefügt ist.To ensure electrical shielding, it is intended that the modules are either electrically shielded or that a shielding element such as foil or sheet metal is inserted between adjacent modules.

In bevorzugter Ausführung umfasst der modulare Geräteaufbau zumindest ein Frontmodul, umfassend eine Frontseite mit Display und Bedienelementen sowie einen umlaufenden Rand sowie ein Abschlussmodul, umfassend eine Rückseite sowie gegebenenfalls einen umlaufenden Rand, wobei das Frontmodul mit dem Abschlussmodul verbindbar ist und eine Grundeinheit beispielsweise eines Messgerätes zur Verfügung stellt. Weitere Module wie Zwischenmodule können zwischen Frontmodul und Abschlussmodul in beliebiger Weise angeordnetIn a preferred embodiment, the modular device structure comprises at least one front module, comprising a front side with display and operating elements and a surrounding edge, and a closing module, comprising a rear side and optionally a surrounding edge, wherein the front module can be connected to the closing module and provides a basic unit, for example of a measuring device. Further modules such as intermediate modules can be arranged in any manner between the front module and the closing module.

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Es ist vorgesehen, dass an zumindest einem Modul ein Haltegriff angeordnet ist. Auch kann ein Modul als Tastatur ausgebildet sein, wobei eine die Tastatur aufweisende Seite des Moduls im zusammengebauten Zustand parallel zur Frontseite des Frontmoduls liegt.It is provided that a handle is arranged on at least one module. A module can also be designed as a keyboard, with a side of the module having the keyboard lying parallel to the front side of the front module in the assembled state.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - fur sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further details, advantages and features of the invention emerge not only from the claims, the features to be derived therefrom - individually and/or in combination - but also from the following description of a preferred embodiment to be taken from the drawing.

Die einzige Figur zeigt in perspektivischer Darstellung rein schematisch den Aufbau eines modularen Geräteaufbaus 10, der im Folgenden als modulares Messgerät bezeichnet wird. Das Messgerät 10 umfasst ein Frontmodul 12, ein Abschlussmodul 14 sowie im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel zwei Zwischenmodule 16, 18. Zur elektrischen Abschirmung kann ein Abschirmelement 20 wie Abschirmplatte oder Folie zwischen angrenzenden Modulen 14, 18 angeordnet sein.The single figure shows a perspective view of the structure of a modular device structure 10, which is referred to below as a modular measuring device. The measuring device 10 comprises a front module 12, a terminal module 14 and, in the exemplary embodiment shown, two intermediate modules 16, 18. For electrical shielding, a shielding element 20 such as a shielding plate or film can be arranged between adjacent modules 14, 18.

Erfindungsgemäß sind die Module 12 bis 18 parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer von dem Frontmodul 12 aufgespannten Ebene schichtartig bzw. sandwichartig hintereinander elektrisch und mechanisch verbindbar. Dadurch besteht die Möglichkeit, zwischen dem Frontmodul 12 und dem Abschlussmodul 14 eine beliebige Anzahl von Zwischenmodulen 16, 18 anzuordnen, ohne dass die frontseitigen Abmessungen des Geräteaufbaus beeinflusst oder geändert werden. Auch ist keine Begrenzung der Anzahl der Module gegeben, da eine Änderung von Abmessungen lediglich in der Tiefenerstreckung beim Hinzufügen oder Entnehmen von Modulen erfolgt.According to the invention, the modules 12 to 18 can be electrically and mechanically connected one behind the other in layers or in a sandwich-like manner parallel or essentially parallel to a plane spanned by the front module 12. This makes it possible to arrange any number of intermediate modules 16, 18 between the front module 12 and the end module 14 without influencing or changing the front dimensions of the device structure. There is also no limit to the number of modules, since the dimensions only change in depth when modules are added or removed.

Das Frontmodul 12 weist eine Frontseite 22 mit Bedienelementen 24 und Anzeigeelementen 26 auf, sowie einen umlaufenden Rand 28, der einen Abschnitt eines Gehäuses des gesamten Messgerätes 10 bildet. Die zu den Bedienelementen 24 und Anzeigeelementen 26 zugehörigen Funktionseinheiten können auf einer Platine angeordnet sein, die entweder von derThe front module 12 has a front side 22 with operating elements 24 and display elements 26, as well as a peripheral edge 28, which forms a section of a housing of the entire measuring device 10. The functional units associated with the operating elements 24 and display elements 26 can be arranged on a circuit board, which can be either

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Frontseite 22 oder von dem umlaufenden Rand 28 gehalten wird.5
front side 22 or by the surrounding edge 28.

Die Zwischenmodule 16, 18 weisen einen umlaufenden Rand 30 auf, der als Rahmen ausgebildet ist und beispielsweise eine Platine 32 aufnimmt. Um eine Kommunikation und/oder Verbindung mit externen Geräten zu ermöglichen, sind in dem umlaufenden Rand 30 nach außen gerichtete Bedien- und/oder Anzeige- und/oder Verbindungselemente 34 vorgesehen. The intermediate modules 16, 18 have a peripheral edge 30 which is designed as a frame and accommodates, for example, a circuit board 32. In order to enable communication and/or connection with external devices, outward-facing operating and/or display and/or connection elements 34 are provided in the peripheral edge 30.

Zur mechanischen Verbindung der Module sind ebenfalls an dem umlaufenden Rand 30 Verbindungselemente 36 auf jeder Seite des Randes 30 vorgesehen, um eine Steck- und/oder Rastverbindung mit angrenzenden Modulen herzustellen.For the mechanical connection of the modules, connecting elements 36 are also provided on the peripheral edge 30 on each side of the edge 30 in order to establish a plug-in and/or snap-in connection with adjacent modules.

Die elektrische Verbindung zwischen den Modulen 12-18 wird über zumindest einen in dem Modul integrierte Schnittstelle 38 hergestellt, wobei sich die Schnittstelle 38 vorzugsweise zu beiden Seiten des Zwischenmoduls 16, 18 erstreckt und zu einer Seite hin als weibliche Verbindungsstelle wie Messerleiste und zu der gegenüberliegenden Seite hin als männliches Verbindungselement wie beispielsweise Stiftleiste ausgebildet ist. Im zusammengefügten Zustand wird durch die einzelnen Schnittstellen 38 der Module 12-18 eine zusammenhängende elektrische Busleitung gebildet.The electrical connection between the modules 12-18 is established via at least one interface 38 integrated in the module, wherein the interface 38 preferably extends to both sides of the intermediate module 16, 18 and is designed as a female connection point such as a male connector on one side and as a male connection element such as a pin connector on the opposite side. When assembled, a coherent electrical bus line is formed by the individual interfaces 38 of the modules 12-18.

Des Weiteren zeichnet sich das modulare Messgerät 10 dadurch aus, dass an zumindest einem, im vorliegenden Beispiel an dem Abschlussmodul 14 ein Tragegriff 40 angeordnet ist.Furthermore, the modular measuring device 10 is characterized in that a carrying handle 40 is arranged on at least one module, in the present example on the terminal module 14.

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Claims

1. Modular device structure ( 10 ), in particular a measuring device, comprising at least two electrically and/or mechanically interconnectable modules ( 12-18 ) with functional units, characterized in that the modules ( 12-18 ) are arranged one behind the other in layers parallel to a plane spanned by a front module ( 12 ).

2. Device structure according to claim 1, characterized in that the modules each have a peripheral edge ( 28 , 30 ) which forms a portion of a housing of the device structure ( 10 ).

3. Device structure according to claim 1 or 2, characterized in that a depth extension of the modules ( 12-18 ) is defined by a width of the peripheral edge ( 28 , 30 ).

4. Device structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the peripheral edge ( 28 , 30 ) is designed as a frame, which preferably accommodates a circuit board with a circuit structure or another electronic/electrical component.

5. Device structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the modules ( 12-18 ) have a cross-section which essentially follows the cross-section spanned by the front side ( 22 ) of the housing structure ( 10 ).

6. Device structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that operating and/or display and/or connecting elements ( 34 ) are integrated in the peripheral edge ( 28 , 30 ) of the module ( 12-18 ), wherein the operating and/or display and/or connecting elements ( 34 ) are directed outwards.

7. Device structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the modules ( 12-18 ) have electrical and/or mechanical interfaces ( 38 ) extending perpendicularly or substantially perpendicularly to a plane spanned by the module ( 12-18 ), which are designed on one side of the module ( 12-18 ), for example, as a plug strip, and on an opposite side of the module, for example, as a knife strip.

8. Device structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electrical interfaces ( 38 ) form a line bus in the assembled state of the device structure ( 10 ).

9. Device structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the peripheral edge ( 28 , 30 ) on both sides of the module ( 12 , 18 ) protruding locking or plug-in elements ( 36 ) and receptacles for the locking or plug-in elements ( 36 ) are arranged.

10. Device structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the modules ( 12-18 ) are electrically shielded or that a shielding element ( 20 ) such as foil or sheet metal is inserted between adjacent modules ( 18 , 14 ).

11. Device structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device structure ( 10 ) has at least one front module ( 12 ), comprising a front side ( 22 ) with display units ( 26 ) and operating elements ( 24 ) and a peripheral edge ( 28 ), that the device structure ( 10 ) has a terminal module ( 14 ) with a rear side and optionally a peripheral edge, wherein the front module ( 12 ) can be connected to the terminal module ( 14 ) and preferably forms a basic unit of a measuring device.

12. Device structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one module ( 12-18 ) has a handle ( 40 ).

13. Device structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that a module is designed as a keyboard, wherein a side of the module having the keyboard is arranged parallel to the front side ( 22 ) of the front module ( 12 ) in the assembled state.