本發(fā)明涉及一種模塊化現(xiàn)場設(shè)備，其可以容易且安全地生產(chǎn)。

背景技術(shù)：

1、在自動化技術(shù)中，例如，對于大型工業(yè)工藝設(shè)施，經(jīng)常應(yīng)用現(xiàn)場設(shè)備，其用于記錄工藝介質(zhì)的相關(guān)工藝參數(shù)。合適的測量原理適用于記錄工藝參數(shù)。對應(yīng)的傳感器尤其應(yīng)用于極限水平測量設(shè)備、填充水平測量設(shè)備、流量計、壓力和溫度測量設(shè)備、ph-氧化還原電位測量設(shè)備、電導(dǎo)率測量設(shè)備等。它們在工藝介質(zhì)所在的容器、管道或管子中記錄所關(guān)注的工藝參數(shù)，例如填充水平、流量、壓力、溫度、ph值、氧化還原電位、電導(dǎo)率或介電值。大量這樣的現(xiàn)場設(shè)備由endress+hauser公司制造和銷售。

2、現(xiàn)場設(shè)備越來越多地被模塊化設(shè)計。對于現(xiàn)場設(shè)備的情況來說，模塊化設(shè)計意味著，不同的現(xiàn)場設(shè)備類型(諸如：例如，壓力測量設(shè)備、極限水平測量設(shè)備和填充水平測量設(shè)備)部分地由相同的模塊或部件構(gòu)成。特別是，在執(zhí)行更高級功能(諸如：例如，通信或測量數(shù)據(jù)處理)的那些電子模塊的情況下，在不同的現(xiàn)場設(shè)備類型中應(yīng)用相同的部件是有利的。因此，通過使用各個單獨部件的模塊化設(shè)計，在新現(xiàn)場設(shè)備類型的開發(fā)和制造物流的情況下，可以實現(xiàn)顯著的成本降低。

3、然而，由于在現(xiàn)場設(shè)備的殼體內(nèi)部中的可用空間保持恒定的同時，部件(尤其是電子模塊)的數(shù)量增加，因此這種模塊化設(shè)計可能使現(xiàn)場設(shè)備類型的組裝變得困難。同時，各個單獨電子模塊需要彼此電連接和/或機械連接，并且還與殼體機械連接。因此，如何使所有部件進入給定空間的更復(fù)雜的問題使得現(xiàn)場設(shè)備的實際生產(chǎn)更加困難。在國際公開wo2019038266?a1中，實際上，公開了一種現(xiàn)場設(shè)備，在這種情況中，兩個電子模塊可彼此機械地連接，并且因此可以在殼體的內(nèi)部空間中以節(jié)省空間的方式布置。然而，沒有描述這兩個電子模塊彼此的合適的電接觸。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的是提供一種模塊化現(xiàn)場設(shè)備，該模塊化現(xiàn)場設(shè)備可以容易且安全地在機械以及電氣方面進行生產(chǎn)。

2、本發(fā)明通過一種現(xiàn)場設(shè)備來實現(xiàn)該目的，所述現(xiàn)場設(shè)備包括：

3、-殼體，所述殼體具有內(nèi)部空間，

4、-第一電子模塊，所述第一電子模塊固定在所述內(nèi)部空間中，

5、-第二電子模塊，所述第二電子模塊布置在所述內(nèi)部空間中，

6、-機械固定件，通過所述機械固定件，所述第二電子模塊能夠沿著限定的插入向量固定到所述第一電子模塊，以形成機械連接，以及

7、-插頭接觸部，所述第二電子模塊經(jīng)由所述電插頭接觸部能夠?qū)?yīng)于在所述插入向量的方向上的所述機械連接與所述第一電子模塊電接觸，所述電插頭接觸部具有

8、插頭裝置和對應(yīng)于所述插頭裝置的插座裝置，其中所述裝置能夠被設(shè)計為例如smd部件或tht部件，

9、具有表面的第一電路板，所述插頭裝置或所述插座裝置以所述插頭或插座平行于所述表面定向的方式布置在所述表面上，以及

10、電路板座，所述電路板座布置在所述兩個電子模塊中的一個電子模塊上，并且具有

11、第一引導(dǎo)件，通過所述第一引導(dǎo)件能夠與所述插入向量平行地引導(dǎo)所述第一電路板；以及

12、至少一個端部止擋元件，所述至少一個端部止擋元件在所述第一引導(dǎo)件中形成與所述插入向量相反的端部止擋，用于所述第一電路板的對應(yīng)的插座裝置或插頭裝置。

13、兩個所述裝置中的未固定到第一電路板的裝置對應(yīng)地布置在未固定有電路板座的電子模塊上。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，電子模塊上的機械固定件的設(shè)計不是固定地預(yù)定的。固定件可包括例如三個均勻分布的接合突片和對應(yīng)的突出部。

14、本發(fā)明的電插頭接觸部的設(shè)計的優(yōu)點之一是，當將電子模塊彼此固定時以及在第一電路板先前插入在第一引導(dǎo)件中期間，沒有力施加在第一電路板和位于其上的插座或插頭裝置之間的焊接部位上。

15、在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“模塊”原則上意指那些電子電路的單獨裝置或封裝，其被提供用于特定應(yīng)用，例如用于測量信號處理或作為接口。因此，取決于應(yīng)用，特定模塊可以包括用于產(chǎn)生或處理模擬信號的相應(yīng)模擬電路。然而，模塊還可以包括數(shù)字電路，諸如fpga、微控制器或與對應(yīng)程序協(xié)作的存儲介質(zhì)。在這種情況中，程序被設(shè)計用以執(zhí)行所需的方法步驟，并且因此應(yīng)用所需的計算機操作。在這種情景中，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，潛在的是，單元的不同電子電路可能還使用共享的物理存儲器，或者通過相同的物理數(shù)字電路來操作。在這種情況中，模塊內(nèi)的不同電子電路是布置在共享的電路板上還是布置在多個相連接的電路板上并不重要。

16、當上面布置有電路板座的電子模塊安置基于與插入向量正交定向的第二電路板時，電路板座和對應(yīng)的插座或插頭裝置需要相對于插入向量布置在第二電路板后方或上方，以便可以完成電插頭接觸部。在這種情況下，有利的進一步發(fā)展規(guī)定，電路板座特別設(shè)計為用于第二電路板的灌封化合物形式的一體部件。這減少了所需部件的數(shù)量。

17、此外，有利地是，本發(fā)明的電路板座在上面布置有對應(yīng)的裝置的第一電路板的那一表面的側(cè)面上具有與插入向量正交地延伸的軛。在這種情況下，當?shù)谝浑娐钒褰?jīng)由柔性電路板或柔性電纜與第二電路板電連接時，電纜可以在制造期間以圍繞所述軛的限定環(huán)的形式被引入。以此方式，電纜或柔性電路板充分固定，以便不再能夠易于損壞。此外，軛可以在結(jié)構(gòu)上設(shè)計成使得其在電路板座中圍繞內(nèi)表面，該內(nèi)表面小于第一電路板上的對應(yīng)的裝置的最小可能范圍。這防止將第一電路板從錯誤一側(cè)推入到第一引導(dǎo)件中。

18、為了在插入向量的方向上將第一電路板固定在電路板座中，可以與第一電路板的上面布置有對應(yīng)的裝置的那一表面相對地設(shè)置接合鉤。在這種情況下，接合鉤在插入向量的方向上在第一引導(dǎo)件中提供在接合之后用于第一電路板的對應(yīng)的端部止擋。特別地是，在具有接合鉤的這種設(shè)計的情況下，有利地是，電路板座形成第二引導(dǎo)件，該第二引導(dǎo)件相對于第一電路板的表面正交地引導(dǎo)對應(yīng)的插頭裝置或插座裝置。這有助于接合。此外，有利地是，處于接合狀態(tài)的接合鉤在正交于第一電路板的表面的方向上在第一電路板上施加壓縮力。以這種方式，第一電路板被固定在第一引導(dǎo)件內(nèi)的限定位置中(盡管可能存在過量公差)，使得便于完成插頭接觸部。

19、為了生產(chǎn)本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備，需要如下的最少方法步驟：

20、-將所述第一電路板插入到所述電路板座的所述第一引導(dǎo)件的引導(dǎo)槽中，

21、-將所述第二電子模塊機械連接并電連接到所述第一電子模塊，其中

22、所述插座裝置相對于所述插入向量定向，使得與所述插頭裝置對準，并且

23、所述第二電子模塊在所述插入向量的方向上被引導(dǎo)，以完成機械和電氣插接，以及

24、-將所述第一電子模塊固定在所述現(xiàn)場設(shè)備的所述殼體的內(nèi)部空間中。

技術(shù)特征：

1.一種現(xiàn)場設(shè)備，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述電路板座（154）包括第二引導(dǎo)件（1543a、1543b），所述第二引導(dǎo)件（1543a、1543b）被設(shè)計用以正交地相對于所述第一電路板（153）的所述表面引導(dǎo)對應(yīng)的所述插頭裝置或插座裝置（151、152）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，上面布置有所述電路板座（154）的所述電子模塊（12、13）包括第二電路板（16），所述第二電路板（16）與所述插入向量（a）正交地定向，并且/或者其中，所述電路板座（154）和對應(yīng)的所述裝置（151、152）相對于所述插入向量（a）布置在所述第二電路板（16）后方或上方。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述電路板座（154）被設(shè)計為用于所述第二電路板（16）的灌封形式的部件。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述電路板座（154）在所述第一電路板（153）的上面布置有對應(yīng)的所述裝置（151、152）的表面的側(cè)面上具有與所述插入向量（a）正交地延伸的軛（1544），并且其中，所述第一電路板（153）的這一表面經(jīng)由柔性電路板或柔性電纜與所述第二電路板（16）電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述軛（1544）在所述電路板座（154）中圍繞內(nèi)表面，所述內(nèi)表面小于所述第一電路板（153）上的對應(yīng)的所述裝置（151、152）的最小范圍。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述電路板座（154）包括與所述第一電路板（153）的上面布置有對應(yīng)的所述裝置（151、152）的表面相對的接合鉤（1545），使得所述接合鉤（1545）在所述插入向量（a）的方向上在所述第一引導(dǎo)件（1541a、1541b）中形成在接合之后用于所述第一電路板（153）的端部止擋。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述接合鉤（1544）被設(shè)計成使得在所述接合狀態(tài)下，所述接合鉤（1544）在正交于所述第一電路板（153）的所述表面的方向上在所述第一電路板（153）上施加壓縮力。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，兩個所述裝置（151、152）中的至少固定到所述第一電路板（153）的裝置被設(shè)計為smd部件或tht部件。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述電子模塊（12、13）的所述機械固定件（14）包括至少三個接合突片（141a、141b、141c）和對應(yīng)的突出部。

11.制造根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的現(xiàn)場設(shè)備的方法，包括如下方法步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種模塊化現(xiàn)場設(shè)備(1)，其能夠安全制造并且包括以下部件：兩個電子模塊(12、13)，第一電子模塊(12)固定在殼體內(nèi)部(111)中。第二電子模塊(13)能夠與所述第一電子模塊(12)機械和電連接。用于進行電接觸的是由插頭裝置和對應(yīng)的插座裝置(151、152)組成的插頭接觸部(15)。所述插頭接觸部(15)包括印刷電路板(153)和在所述電子模塊(12、13)中的一個電子模塊上的對應(yīng)的印刷電路板容座(154)，其中所述裝置(151、152)中的一個裝置被焊接在所述電路板(153)上。所述印刷電路板容座(154)具有印刷電路板引導(dǎo)件(1541a、1541b)和用于對應(yīng)的所述裝置(151、152)的端部止動元件(1542a、1542b)。這允許所述印刷電路板(153)被插入到所述引導(dǎo)件中，以便制造。然而，由于根據(jù)本發(fā)明，所述端部止動件(1542a、1542b)形成在所述裝置(151、152)上而未形成在所述印刷電路板(153)上，因此沒有不期望的力施加在所述印刷電路板(153)和位于所述印刷電路板(153)上的所述裝置(151、152)之間的焊接接頭上。

技術(shù)研發(fā)人員：羅伯特·施密特
受保護的技術(shù)使用者：恩德斯豪斯歐洲兩合公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/26