EP2912779A1 - Modulares bussystem zur übertragung von daten und/oder energie - Google Patents
Modulares bussystem zur übertragung von daten und/oder energieInfo
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- EP2912779A1 EP2912779A1 EP13785835.3A EP13785835A EP2912779A1 EP 2912779 A1 EP2912779 A1 EP 2912779A1 EP 13785835 A EP13785835 A EP 13785835A EP 2912779 A1 EP2912779 A1 EP 2912779A1
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Definitions
- the invention relates to a modular bus system for
- Bus subscribers for use in the modular bus system.
- the invention is based on the object, the
- One aspect of the invention relates to a modular bus system for transmitting data and / or energy with at least two bus devices that can be positioned next to one another. This means next to each other that the bus participants can be immediately adjacent to each other or spaced apart.
- Another aspect of the invention relates to a
- Bus subscribers for use in a modular bus system for the transmission of data and / or energy.
- the bus subscriber or each bus subscriber may comprise a housing with several walls. In the housing, an electronic circuit or an electronic module is arranged or arranged. Alternatively, the bus subscriber can be designed to be coupled to an electronic module.
- the housing may have substantially mutually parallel parallel walls and optionally in
- the housing may also have a shape in which the walls
- the bus subscribers can be arranged next to one another or can be arranged so that the first bus subscriber and a last bus subscriber each have an immediate neighbor and the other bus subscribers each have two
- the first wall is not a particular order under the walls, but denotes that wall in or at which the antenna is arranged.
- Wall can be considered as an antenna wall.
- Each of the bus participants can be with his or her
- each bus subscriber is electromagnetically coupled to an antenna of his or her immediate neighbors.
- Each of the bus participants can be connected to a mounting rail
- a supply module can preferably be electrically coupled or couplable, for example galvanically, in particular by means of a T-plug, or possibly inductively or capacitively.
- Each of the bus subscribers can be mechanically coupled to the mounting rail by means of a plug connection.
- the first bus subscriber may optionally coincide with the last bus subscriber, so that the bus a
- the bus system is called modular.
- module can mean that the bus subscriber can be inserted into the bus system and taken out of the bus system, without the functionality of the bus system thereby
- Module can too mean that the functions of the bus participant can be expanded by means of expansion cards, so that the bus subscriber does not already have to be equipped with all functions in the production phase.
- the antenna of the bus participant can be a geometric one
- the geometrical antenna surface may be considered as the surface that extends from an outer contour of the antenna is limited.
- Such an antenna may be a thinly wound or printed antenna, or a planar one
- a patch antenna or stripline slot antenna For example, a patch antenna or stripline slot antenna.
- the geometric antenna surface is arranged in a wall surface which extends from an outer contour of the wall
- Antenna projection is limited to the wall surface.
- the geometric antenna surface may have an area ratio to the surface of the first wall.
- Area ratio can be used as a mathematical quotient of antenna area to the area of the first wall or
- the area ratio may have a value of at least 0.5, or for example at least 0.6, 0.7, or 0.8. This ensures that the power transmission between the bus participants is less sensitive to an inaccurate alignment of the bus participants to each other.
- the bus subscriber can be designed to work with
- Transmission of data and / or energy is electromagnetically coupled.
- the first walls of bus subscribers, which are electrically coupled together, can be approximately parallel
- the high area ratio of the antennas the mutually parallel arrangement of the first walls, and the
- aligned antennas enable efficient transmission of electromagnetic safe radiation between the antennas of participating bus subscribers, and transmission of high electromagnetic safe power.
- antennas which are arranged in or on a wall, allows a space-saving arrangement for the supply of the bus participants with electrical
- the bus system may include
- Supply module for feeding electrical energy and / or data to the bus subscribers or to them
- the supply module may act as a first bus subscriber
- the electromagnetic energy can take the form of a
- the transmission chain can represent or form the bus.
- the electromagnetic energy can also be transmitted in a star shape from one bus subscriber to several bus subscribers,
- Bus subscriber to be transmitted For example, the electromagnetic radiation of the first bus participant be received by all or at least part of the bus subscribers.
- the supply module may include means for signal conditioning or signal amplification or signal regeneration.
- Bus system fed signal to be processed.
- the signal conditioning can cause losses along the
- the supply module can be connected to a mains voltage
- the antenna may be used as a
- Spiral antenna, circular antenna, coil or capacitive plate may be formed.
- the antenna may be formed as a Molded Interconnect Device (MID), or inlay, or as an injected or thinly wound or printed or glued antenna.
- MID Molded Interconnect Device
- the antenna may be a planar antenna made in stripline technology, For example, a patch antenna or stripline slot antenna. Such antennas are in particular for a transmission of data signals in question.
- the antenna may be disposed on a foil attached to the first wall.
- this embodiment enables an efficient and cost-effective installation / removal or replacement of the antenna.
- the antenna can extend over the entire surface of the wall.
- the area ratio is equal to or about equal to 1.
- Busteilitess have a number of turns, which depends on a distance of the bus user to the supply module, the distance being measured as a number of intermediate bus subscribers.
- the number of turns of the antenna of a bus user whose distance to the supply module is greater than that
- Supply module may be greater than the number of turns of the antenna of the second bus subscriber, to compensate for losses, in particular transmission losses or losses in the electronic circuits of the
- bus participant At least some of the bus users may be arranged in the housing, while a further antenna may be arranged in a second wall.
- the second wall does not define a particular order under the walls, but designates a further wall, in addition to the first wall, in or at which the
- Antenna is arranged. This means that one or more antennas can be arranged on or in two, three, four, five or more walls, in each case one or more antennas.
- a plurality of antennas may be arranged in the first and / or second wall of the housing of at least some of the bus users.
- Data and energy can be transmitted via different antennas, or optionally via an antenna.
- the antenna parameters such as size or manufacturing technology to the parameters of the signal to be transmitted, such as frequency or power, can be adjusted.
- each bus subscriber in the housing of each bus subscriber an electronic circuit or a
- the electronic module be arranged.
- the electronic module may in particular be a measuring device, automation module or control device.
- each bus subscriber can be designed as an adapter for connection to an electronic module.
- Each adapter can be designed to transmit data and / or energy.
- the adapter thus complements the modular concept of the bus system, according to which a
- Bus system can be inserted and removed from the bus system.
- the adapter can be used for mechanical and electrical
- a mounting rail Connects with a mounting rail and be formed with the electronic module.
- a connected for example, in a plugged into the mounting rail or on the
- the adapter can be regarded as an intermediate link that connects the DIN rail with the electronics module.
- the electronic module can be plugged into the DIN rail or placed on the DIN rail, and the adapter can preferably on the
- the adapter may be a first attachment means for
- the adapter can thus be mechanically attached to the support rail and released from it. If the DIN rail carries electrical lines, the adapter can also be connected to the lines.
- the adapter may be a second attachment means for
- the second attachment means may be a form of
- the adapter allows flexible use of the electronic module, which can be connected either directly or via adapter to the mounting rail, without the changes to the electronics module are needed.
- the electronic module can be mechanically and / or electrically coupled to the adapter by means of a plug connection.
- Adapter can be galvanic, preferably by means of clamping points executed.
- the electronic module with the adapter electromagnetically, for example, inductive or capacitive, be coupled to the transmission of data
- the adapter may include means for regenerating or amplifying an electrical signal, which signal may comprise a data signal and / or power signal.
- the adapter can be opposite the electronics module
- the adapter may be wrapped by a metal foil, at least in a region close to the connection to the electronic module, wherein the electrical connection between the adapter and the electronic module may be designed via pins.
- the bus subscriber can be designed as an adapter for connection to the electronic module.
- the bus subscriber can be designed as an electronic module.
- a shielding device may be provided in the housing of a bus subscriber.
- FIG. 1 shows a bus system according to a first embodiment
- 3a shows an adapter according to a first embodiment
- 3b shows an arrangement of adapter and electronic module
- Fig. 3c an adapter according to a second
- Fig. 3d-3g arrangements of adapter and electronic module
- Fig. 4 shows a bus system according to a second
- Fig. 5 is a cross-sectional view of a bus participant with two antennas, through a shield
- Fig. 1 shows an exemplary modular bus system 10 for the transmission of data and energy.
- the bus system 10 comprises, for example, four bus subscribers 12 positioned next to one another, each of which may have a distance from one another.
- Each bus subscriber 12 has a housing 18 with a plurality of walls 20, as in FIG. 2a
- a first wall 20a of the housing 18 On a first wall 20a of the housing 18 is a
- Antenna 22 is arranged, which defines a geometric antenna surface having an area ratio to the surface of the first wall 20a, which has a value of about 0.7.
- the bus subscribers 12 are electrically coupled to each other by an antenna 22 of each bus subscriber 12 to an antenna 22 of another bus subscriber 12 to
- the bus system 10 comprises a supply module 16 for
- Supply module 16 as a first bus subscriber
- the supply module 16 is connected to a mains voltage 32, which is about 220 V and has a frequency of about 50 Hz.
- the bus subscribers 12 including supply module 16 are releasably attached to a mounting rail 26.
- FIG. 2a shows a bus subscriber 12 according to a first embodiment.
- the bus participant 12 comprises a housing 18 with a plurality of walls 20.
- the housing 18 is in
- housing 18 an electronic circuit 36 is arranged, which in the example shown by a printed circuit board
- a first wall 20a of the housing 18 On a first wall 20a of the housing 18 is a
- MID Interconnect Device
- the bus subscriber 12 is with his or her
- immediate neighbors 12 electrically coupled by its antenna 22 with an antenna 22 of his or her
- FIG. 2b shows a bus subscriber 12 according to a second embodiment. This embodiment
- a further antenna 24 includes.
- the walls on which the two antennas 22, 24 are arranged that is to say the antenna walls 20a, 20b, are approximately parallel to one another.
- the two antennas 22, 24 are aligned with each other, the electromagnetic coupling of the antennas 22, 24 is characterized very good.
- FIG. 3 a shows an adapter 14
- the adapter 14 is configured to connect to an electronics module 38 and is configured to transfer data and power between the electronics module 38 and the bus.
- the bus is present as a chain-shaped
- the adapter 14 comprises an electronic circuit 36 and an antenna 22. As shown in Fig. 3b, the adapter 14 is laterally coupled to an electronic module 38, which is formed, for example, as a controller or a measuring device. The adapter 14 transmits data and energy to the electronic module 38 via a galvanic or electromagnetic coupling (not shown). By means of the antenna 22, the adapter 14 of FIG. 3b designed as a supply module transmits energy to the antennas 22 of its neighbors (not shown in this figure).
- 3c shows an adapter 14 with two antennas 22, 24. The first antenna 22 is arranged on a first wall 20a, the second antenna 24 is arranged on a further wall 20b. The antenna walls 20a, 20b are arranged approximately perpendicular to one another.
- Antenna walls of adjacent adapter is arranged, serves a transmission of data and energy between the adapter 14 and
- antennas of the electronic modules 38 takes place a transmission of data and energy.
- Antenna wall 20b of the adapter 14 is arranged approximately parallel to the antenna walls of the electronic modules 38 coupled to the adapter 14.
- 3f, 3g show two alternative arrangements of adapter 14 and electronic module 38.
- the adapter 14 on the mounting rail 26 and the electronics module 38 are positioned on the adapter 14, so that the adapter 14 between mounting rail 26 and electronic module 38th is arranged.
- the electronic module 38 on the Support rail 26 and the adapter 14 positioned on the electronic module 38.
- Adapter 14 and electronic module 38 are arranged on each other in both cases and galvanically coupled together.
- the adapter 14 can, analogously to an inline system, comprise clamping points, so that a direct connection in the
- the adapter is between
- the adapter 14 may include a plug. With that it is possible, too
- FIGS. 3d, 3e show alternative embodiments of adapters 14, which are designed for connection to the mounting rail 26 and / or to the electronic module 38.
- the adapter 14 comprises a first
- the second attachment means 30 forms a shape of the support rail 26, so that the
- FIG. 4 shows a second embodiment of the modular bus system 10 for the transmission of data and energy.
- the bus system 10 comprises five directly next to each other
- the adapters 14 are on a DIN rail 26th
- each adapter 14 On each adapter 14, an electronic module 38 is arranged in each case.
- the thick arrow indicates the transmission of energy and data
- the thin arrow indicates the transmission of data
- the supply module 16 serves to supply the energy coupled thereto
- Electronic module 38 and for feeding energy into the bus.
- the invention is therefore geared to data and / or energy between adjacent to the DIN rail 26
- Fig. 3a, 3b are on the inner sides of adjacent arranged bus subscribers 14 (hereinafter also
- Electrode in or on the housings 18 of the electronic components, coil structures 22 arranged by means of MID (Molded Interconnect Devices), wherein a coil structure 22 preferably over the entire
- the opposing walls 20 and the high number of turns allow the transmission of larger
- turns ratio of the coils 22 is a transmission ratio between successive coils or bus participants
- the number of turns of a first coil 22 of an electronic component 12 in the direction of energy transfer is smaller than that
- signal regeneration or amplification is also provided.
- Circuit for amplifying the signals or the energy provided Circuit for amplifying the signals or the energy provided.
- Radiations from the transmitting coil back into the electronics of the electronic component are reduced or completely suppressed by a metallically coated foil arranged between adapter and electronic module.
- Crosstalk is at least reduced in FIG. 5 in FIG.
- the bus subscriber 12 in turn has a housing 18, wherein FIG. 5 only two
- Bottom wall 20 shows. On the inner surface of the walls 20a and 20b, an antenna 22 or 24 is arranged in each case, which may be formed in each case as a coil. Within the housing 18, a circuit board 36 is also used with an electronic circuit. The circuit board 36 is electrically connected to the antennas 22 and 24. In order to prevent crosstalk between the antennas 22 and 24, in front of each antenna 22, 24 is a plate-shaped
- Shield 50 is arranged, preferably the entire
- Antenna surface covers. It is also conceivable to use the printed circuit board 36 itself as a shield.
- the antennas 22 and 24 facing sides of the circuit board 36 may be provided with a metallic layer.
- the antennas 22 and 24 may also be at the respective one
- outside surface of the walls 20 a and 20 b may be arranged.
- the inner surfaces of the walls 20a and 20b could function as shields.
- a metallically coated film could be applied as a shield 50 on the respective inner surface of the walls 20a and 20b.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein modulares Bussystem (10) zur Übertragung von Daten und/oder Energie mit mindestens zwei nebeneinander positionierbaren Busteilnehmern (12; 14). Jeder Busteilnehmer (12, 14) weist ein Gehäuse (18) auf, welches mehrere Wandungen (20) umfasst. In oder an einer ersten Wandung (20a, 20b) des Gehäuses (18) ist eine Antenne (22) angeordnet, die eine geometrische Fläche definiert, welche zu der Fläche der ersten Wandung (20a) ein Flächenverhältnis aufweist, dass mindestens 0,5 ist. Die Busteilnehmer (12, 14) sind miteinander elektrisch gekoppelt, indem eine Antenne (22) eines jeden Busteilnehmers mit einer Antenne (24) eines anderen Busteilnehmers zur Übertragung von Daten und/oder Energie elektromagnetisch gekoppelt ist. Die ersten Wandungen (20a) von Busteilnehmern (12, 14), die miteinander elektrisch gekoppelt sind, sind in etwa parallel zueinander angeordnet.
Description
Modulares BusSystem
zur Übertragung von Daten und/oder Energie
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein modulares Bussystem zur
Übertragung von Daten und/oder Energie, und einen
Busteilnehmer zur Verwendung in dem modularen Bussystem.
Hintergrund der Erfindung
Es sind Systeme bekannt, in welchen Elektronikmodule wie beispielsweise Messgeräte, Automatisierungsmodule oder Steuergeräte angeordnet werden können, wobei eine
Versorgung der Elektronikmodule mit elektrischer Energie sowie eine Kommunikation per Funk ermöglicht wird.
Die bekannten Systeme können jedoch problematisch sein, weil die Leistungsübertragung per Funk eine unzureichende Effizienz aufweist, wodurch der übertragenen Leistung relativ enge Grenzen gesetzt sind.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Leistungsübertragung per Funk für die Teilnehmer eines Bussystems effizienter zu machen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben .
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein modulares Bussystem zur Übertragung von Daten und/oder Energie mit mindestens zwei nebeneinander positionierbaren Busteilnehmern. Hierbei heißt nebeneinander, dass die Busteilnehmer unmittelbar nebeneinander oder zueinander beabstandet sein können.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen
Busteilnehmer zur Verwendung in einem modularen Bussystem zur Übertragung von Daten und/oder Energie.
Der Busteilnehmer oder jeder Busteilnehmer kann ein Gehäuse mit mehreren Wandungen umfassen. In dem Gehäuse ist eine elektronische Schaltung oder ein Elektronikmodul angeordnet oder anordbar. Alternativ kann der Busteilnehmer dazu ausgebildet sein, mit einem Elektronikmodul gekoppelt zu werden .
Das Gehäuse kann zueinander im Wesentlichen paarweise parallele Wandungen aufweisen und gegebenenfalls im
Wesentlichen parallelepipedförmig sein. Das Gehäuse kann auch eine Form aufweisen, bei welcher die Wandungen
zueinander paarweise schräg oder nicht parallel angeordnet sind . Die Busteilnehmer können nebeneinander angeordnet oder anordbar sein, so dass der erste Busteilnehmer und ein letzter Busteilnehmer jeweils einen unmittelbaren Nachbarn haben und die übrigen Busteilnehmer jeweils zwei
unmittelbare Nachbarn haben.
In oder an einer ersten Wandung des Gehäuses kann
wenigstens eine Antenne angeordnet sein. Hierbei definiert
die erste Wandung nicht eine bestimmte Reihenfolge unter den Wandungen, sondern bezeichnet diejenige Wandung, in oder an welcher die Antenne angeordnet ist. Die erste
Wandung kann als eine Antennenwandung aufgefasst werden.
Jeder der Busteilnehmer kann mit seinem oder seinen
unmittelbaren Nachbarn elektrisch gekoppelt sein indem eine Antenne eines jeden Busteilnehmers mit einer Antenne seines oder seiner unmittelbaren Nachbarn elektromagnetisch gekoppelt ist.
Jeder der Busteilnehmer kann an einer Tragschiene
angeordnet oder anordbar sein, die vorzugsweise als eine Hutschiene ausgebildet ist, in welcher gegebenenfalls eine elektrische Leitung angeordnet ist. An die elektrische
Leitung kann vorzugsweise ein Versorgungsmodul elektrisch gekoppelt oder koppelbar sein, beispielsweise galvanisch, insbesondere mittels eines T-Steckers, oder gegebenenfalls induktiv oder kapazitiv.
Jeder der Busteilnehmer kann an die Tragschiene mittels einer Steckverbindung mechanisch koppelbar sein.
Der erste Busteilnehmer kann gegebenenfalls mit dem letzten Busteilnehmer übereinstimmen, so dass der Bus eine
Ringtopologie aufweist.
Das Bussystem wird als modular bezeichnet. Hierbei kann „modular" bedeuten, dass der Busteilnehmer in das Bussystem eingefügt und aus dem Bussystem herausgenommen werden kann, ohne dass die Funktionalität des Bussystems dadurch
beeinflusst oder beeinträchtigt wird. „Modular" kann auch
bedeuten, dass die Funktionen des Busteilnehmers mittels Erweiterungskarten erweitert werden können, so dass der Busteilnehmer nicht schon in der Fertigungsphase mit allen Funktionen ausgestattet werden muss.
Die Antenne des Busteilnehmers kann eine geometrische
Antennenfläche aufweisen.
Bei einer im Wesentlichen zweidimensional ausgebildeten Antenne, die beispielsweise in einer Ebene der Wandung angeordnet ist, wobei die Abmessungen normal zur Ebene wesentlich kleiner als die Abmessungen entlang der Ebene sind, kann die geometrische Antennenfläche als diejenige Fläche aufgefasst werden, die von einer Außenkontur der Antenne begrenzt ist. Eine solche Antenne kann eine dünn gewickelte oder gedruckte Antenne, oder eine planare
Antenne sein, ausgeführt in Stripline-Technologie,
beispielsweise eine Patchantenne oder Stripline- Schlitzantenne .
Bei einer Antenne, die auch normal zur Wandung nicht vernachlässigbare Abmessungen hat, wie beispielsweise einer Spule mit entlang einer Längsachse angeordneten Windungen, ist die geometrische Antennenfläche in einer Wandungsfläche angeordnet, die von einer Außenkontur der
Antennenprojektion auf die Wandungsfläche begrenzt ist.
Die geometrische Antennenfläche kann zu der Fläche der ersten Wandung ein Flächenverhältnis aufweisen. Das
Flächenverhältnis kann als mathematischer Quotient von Antennenfläche zur Fläche der ersten Wandung oder
Antennenwandung aufgefasst werden. Das Flächenverhältnis
kann einen Wert von mindestens 0,5, oder beispielsweise mindestens 0,6, 0,7, oder 0,8 haben. Dadurch wird erreicht, dass die Leistungsübertragung zwischen dem Busteilnehmern unempfindlicher gegenüber einer ungenauen Ausrichtung der Busteilnehmer zueinander ist.
Der Busteilnehmer kann dazu ausgebildet sein, mit
wenigstens einem weiteren Busteilnehmer elektrisch
gekoppelt zu werden, indem eine Antenne des Busteilnehmers mit einer Antenne des weiteren Busteilnehmers zur
Übertragung von Daten und/oder Energie elektromagnetisch gekoppelt wird.
Die ersten Wandungen von Busteilnehmern, die miteinander elektrisch gekoppelt sind, können in etwa parallel
zueinander angeordnet sein.
Die geschilderten Merkmale des Bussystems und des
Busteilnehmers sind sehr vorteilhaft.
Das hohe Flächenverhältnis der Antennen, die zueinander parallele Anordnung der ersten Wandungen, sowie die
aufeinander ausgerichteten Antennen ermöglichen eine effiziente Übertragung elektromagnetsicher Strahlung zwischen den Antennen der beteiligten Busteilnehmer, und eine Übertragung hoher elektromagnetsicher Leistungen.
Die Verwendung von Antennen, die in oder an einer Wandung angeordnet sind, ermöglicht eine platzsparende Anordnung für die Versorgung der Busteilnehmer mit elektrischer
Energie, weil dadurch eine Verwendung von klassischen
Transformatoren vermieden werden kann.
Die Vorteile sind somit:
Platz- und Kostenersparnis bei der Implementierung des Elektronikmoduls ,
galvanische Trennung des Elektronikmoduls, und
Vereinfachung und Effizienzerhöhung der
Energieversorgung des Elektronikmoduls.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind nachfolgend angegeben. Die Merkmale der Weiterbildungen können, soweit technisch sinnvoll, miteinander und mit jedem der Aspekte der Erfindung kombiniert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Bussystem ein
Versorgungsmodul zum Einspeisen elektrischer Energie und/oder Daten in die Busteilnehmer oder die ihnen
zugeordneten Elektronikmodule oder den Bus umfassen. Das Versorgungsmodul kann als ein erster Busteilnehmer
ausgebildet sein.
Die elektromagnetische Energie kann in Form einer
Übertragungskette von einem Busteilnehmer zum nächsten, das heißt vom Versorgungsmodul an den ersten Busteilnehmer, vom ersten Busteilnehmer an den zweiten Busteilnehmer, und so weiter, übertragen werden. Die Übertragungskette kann den Bus darstellen oder bilden.
Die elektromagnetische Energie kann auch sternförmig von einem Busteilnehmer an mehrere Busteilnehmer,
beispielsweise mindestens zwei, drei, vier oder fünf
Busteilnehmer, übertragen werden. So kann beispielsweise die elektromagnetische Strahlung des ersten Busteilnehmers
von allen oder zumindest einem Teil der Busteilnehmer empfangen werden.
Das Versorgungsmodul kann Mittel zur Signalaufbereitung oder Signalverstärkung oder Signalregenerierung umfassen. Vorteilhafter Weise kann damit ein von außen in das
Bussystem eingespeistes Signal aufbereitet werden.
Besonders vorteilhaft ist, dass damit auch ein Signal innerhalb des Bussystems vom Versorgungsmodul empfangen, aufbereitet und weiter in das Bussystem eingespeist, das heißt an einen weiteren Busteilnehmer übertragen, werden kann . Die Signalaufbereitung kann Verluste entlang der
Busübertragungstrecke kompensieren .
Das Versorgungsmodul kann an eine Netzspannung
angeschlossen sein, die vorzugsweise etwa 220 oder 110 V beträgt und eine Frequenz von etwa 50 oder 60 Hz hat.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Antenne als eine
Spiralantenne, Kreisantenne, Spule oder kapazitive Platte ausgebildet sein.
Bezüglich der Herstellungstechnologie kann die Antenne als ein Molded Interconnect Device (MID) , oder Inlay, oder als eine eingespritzte oder dünn gewickelte oder gedruckte oder aufklebbare Antenne ausgebildet sein.
Alternativ kann es sich auch um eine planare Antenne handeln, ausgeführt in Stripline-Technologie,
beispielsweise eine Patchantenne oder Stripline- Schlitzantenne. Solche Antennen kommen insbesondere für eine Übertragung von Datensignalen in Frage. Die Antenne kann auf einer Folie angeordnet sein, die an der ersten Wandung befestigt ist. Vorteilhafter Weise ermöglicht diese Ausführungsform einen effizienten und kostengünstigen Ein-/Ausbau oder Austausch der Antenne. Gemäß einer Ausführungsform kann der Mindestwert des
Flächenverhältnisses 0,7 oder vorzugsweise 0,8 oder insbesondere 0,9 betragen.
Die Antenne kann sich über die gesamte Fläche der Wandung erstrecken. In diesem Fall ist das Flächenverhältnis gleich oder etwa gleich 1.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Antenne eines
Busteilnehmers eine Windungszahl aufweisen, welche von einer Entfernung des Busteilnehmers zum Versorgungsmodul abhängt, wobei die Entfernung als Zahl von dazwischen liegenden Busteilnehmern gemessen ist.
Die Windungszahl der Antenne eines Busteilnehmers, dessen Entfernung zum Versorgungsmodul größer ist als die
Entfernung eines zweiten Busteilnehmers zum
Versorgungsmodul, kann größer als die Windungszahl der Antenne des zweiten Busteilnehmers sein, zur Kompensation von Verlusten, insbesondere von Übertragungsverlusten oder Verlusten in den elektronischen Schaltungen der
Busteilnehmer .
Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Gehäuse wenigstens einiger der Busteilnehmer, in einer zweiten Wandung eine weitere Antenne angeordnet sein. Hierbei definiert die zweite Wandung nicht eine bestimmte Reihenfolge unter den Wandungen, sondern bezeichnet eine weitere Wandung, zusätzlich zur ersten Wandung, in oder an welcher die
Antenne angeordnet ist. Das heißt, dass an oder in zwei, drei, vier, fünf oder mehreren Wandungen, jeweils eine Antenne oder gegebenenfalls mehrere Antennen angeordnet sein können.
In der ersten und/oder zweiten Wandung des Gehäuses wenigstens einiger der Busteilnehmer kann eine Vielzahl von Antennen angeordnet sein.
Daten und Energie können über unterschiedliche Antennen, oder gegebenenfalls über eine Antenne, übertragbar sein. Vorteilhafter Weise können dadurch die Antennenparameter wie Größe oder Herstelltechnologie an die Parameter des zu übertragenden Signals, wie beispielsweise Frequenz oder Leistung, angepasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Gehäuse jedes Busteilnehmers eine elektronische Schaltung oder ein
Elektronikmodul angeordnet sein. Das Elektronikmodul kann insbesondere ein Messgerät, Automatisierungsmodul oder Steuergerät sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann jeder Busteilnehmer als Adapter zum Verbinden mit einem Elektronikmodul ausgebildet sein. Jeder Adapter kann zur Übertragung von Daten und/oder Energie ausgebildet sein. Der Adapter ergänzt somit das
modulare Konzept des Bussystems, gemäß welchem ein
Busteilnehmer oder ein Elektronikmodul leicht in das
Bussystem eingefügt und aus dem Bussystem herausgenommen werden kann.
Der Adapter kann zum mechanischen und elektrischen
Verbinden mit einer Tragschiene und mit dem Elektronikmodul ausgebildet sein. In einem verbundenen, beispielsweise in einem in die Tragschiene eingesteckten oder auf die
Tragschiene aufgesetzten, Zustand des Adapters kann der Adapter als ein Zwischenglied angesehen werden, das die Tragschiene mit dem Elektronikmodul verbindet.
In dieser Ausführungsform kann das Elektronikmodul in die Tragschiene eingesteckt oder auf die Tragschiene aufgesetzt werden, und der Adapter kann vorzugsweise auf das
Elektronikmodul aufgesetzt oder auf eine andere Weise damit verbunden werden. Der Adapter kann ein erstes Befestigungsmittel zur
mechanischen Befestigung an der Tragschiene umfassen. Der Adapter kann damit an die Tragschiene mechanisch befestigt und von dieser gelöst werden. Sofern die Tragschiene elektrische Leitungen trägt, ist der Adapter auch an die Leitungen anschließbar.
Der Adapter kann ein zweites Befestigungsmittel zur
mechanischen Befestigung an das Elektronikmodul umfassen. Insbesondere in seiner Funktion als Zwischenglied zwischen Tragschiene und Elektronikmodul ermöglicht das zweite
Befestigungsmittel eine entsprechende Verbindung.
Das zweite Befestigungsmittel kann eine Form der
Tragschiene nachbilden, so dass das Elektronikmodul an den Adapter ähnlich wie an die Tragschiene befestigbar ist. Vorteilhafter Weise ermöglicht der Adapter einen flexiblen Einsatz des Elektronikmoduls, der wahlweise direkt oder via Adapter an die Tragschiene angeschlossen werden, ohne das Änderungen am Elektronikmodul benötigt sind.
Das Elektronikmodul kann mit dem Adapter mittels einer Steckverbindung mechanisch und/oder elektrisch koppelbar sein .
Die elektrische Kopplung zwischen Elektronikmodul und
Adapter kann galvanisch, vorzugsweise mittels Klemmpunkten, ausgeführt sein. Alternativ kann das Elektronikmodul mit dem Adapter elektromagnetisch, beispielsweise induktiv oder kapazitiv, koppelbar sein zur Übertragung von Daten
und/oder Energie. Der Adapter kann Mittel zur Regenerierung oder Verstärkung eines elektrischen Signals umfassend, wobei das Signal ein Datensignal und/oder Energieversorgungssignal umfassen kann . Der Adapter kann gegenüber dem Elektronikmodul
elektromagnetisch abgeschirmt sein zur Verhinderung einer elektromagnetischen Störung des Elektronikmoduls. Hierzu kann der Adapter von einer Metallfolie umwickelt sein, zumindest in einem Bereich nahe bei der Verbindung mit dem Elektronikmodul, wobei die elektrische Verbindung zwischen Adapter und Elektronikmodul über Stifte ausgeführt sein kann .
Gemäß einer Ausführungsform kann der Busteilnehmer als Adapter zum Verbinden mit dem Elektronikmodul ausgebildet sein. Alternativ kann der Busteilnehmer als Elektronikmodul ausgebildet sein.
Um ein Übersprechen von einer Antenne zu einer anderen Antenne innerhalb eines Busteilnehmers oder zwischen benachbarten Busteilnehmern zu verhindern, kann in dem Gehäuse eines Busteilnehmers eine Abschirmeinrichtung vorgesehen sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von
Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher erläutert. Dabei verweisen gleiche
Bezugszeichen auf gleiche oder entsprechende Elemente. Die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele können, soweit technisch sinnvoll, miteinander und mit jedem Aspekt der Erfindung kombiniert werden.
Kurzbeschreibung der Figuren
Es zeigen:
Fig. 1 ein Bussystem gemäß einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2a einen Busteilnehmer mit einer Antenne gemäß einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2b einen Busteilnehmer mit zwei Antennen gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 3a einen Adapter gemäß einer ersten Ausführungsform,
Fig. 3b eine Anordnung von Adapter und Elektronikmodul,
Fig. 3c einen Adapter gemäß einer zweiten
Ausführungsform,
Fig. 3d-3g Anordnungen von Adapter und Elektronikmodul, Fig. 4 ein Bussystem gemäß einer zweiten
Ausführungsform, und
Fig. 5 die Querschnittsansicht eines Busteilnehmers mit zwei Antennen, die durch eine Abschirmung
entkoppelt sind.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Fig. 1 zeigt ein beispielhaftes modulares Bussystem 10 zur Übertragung von Daten und Energie. Das Bussystem 10 umfasst beispielsweise vier nebeneinander positionierte Busteilnehmer 12, die jeweils einen Abstand zueinander aufweisen können. Jeder Busteilnehmer 12 weist ein Gehäuse 18 mit mehreren Wandungen 20 auf, wie in Fig. 2a
dargestellt.
An einer ersten Wandung 20a des Gehäuses 18 ist eine
Antenne 22 angeordnet, die eine geometrische Antennenfläche definiert, welche zu der Fläche der ersten Wandung 20a ein Flächenverhältnis aufweist, das einen Wert von etwa 0,7 hat .
Die Busteilnehmer 12 sind miteinander elektrisch gekoppelt, indem eine Antenne 22 eines jeden Busteilnehmers 12 mit einer Antenne 22 eines anderen Busteilnehmers 12 zur
Übertragung von Daten und Energie elektromagnetisch
gekoppelt ist.
Die ersten Wandungen 20a von Busteilnehmern 12, die
miteinander elektrisch gekoppelt sind, sind in etwa
parallel zueinander angeordnet.
Das Bussystem 10 umfasst ein Versorgungsmodul 16 zum
Einspeisen elektrischer Energie und Daten, wobei das
Versorgungsmodul 16 als ein erster Busteilnehmer
ausgebildet ist.
Das Versorgungsmodul 16 ist an eine Netzspannung 32 angeschlossen, die etwa 220 V beträgt und eine Frequenz von etwa 50 Hz hat. Die Busteilnehmer 12 einschließlich Versorgungsmodul 16 sind an einer Tragschiene 26 lösbar befestigt.
Die Fig. 2a zeigt einen Busteilnehmer 12 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Busteilnehmer 12 umfasst ein Gehäuse 18 mit mehreren Wandungen 20. Das Gehäuse 18 ist im
Wesentlichen parallelepipedförmig, mit im Wesentlichen zueinander paarweise parallelen Wandungen 20. In dem
Gehäuse 18 ist eine elektronische Schaltung 36 angeordnet, die im gezeigten Beispiel durch eine Leiterplatte
angedeutet wird.
An einer ersten Wandung 20a des Gehäuses 18 ist eine
Spiralantenne 22 angeordnet, die als ein Molded
Interconnect Device (MID) ausgebildet ist.
Der Busteilnehmer 12 ist mit seinem oder seinen
unmittelbaren Nachbarn 12 elektrisch gekoppelt indem seine Antenne 22 mit einer Antenne 22 seines oder seiner
unmittelbaren Nachbarn 12 zur Übertragung von Daten und Energie elektromagnetisch gekoppelt ist.
Die Fig. 2b zeigt einen Busteilnehmer 12 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten, in Fig. 2a gezeigten Ausführungsform dadurch, dass der Busteilnehmer 12, neben der ersten Antenne 22, eine weitere Antenne 24 umfasst. Die Wandungen, an denen die beiden Antennen 22, 24 angeordnet sind, also die Antennenwandungen 20a, 20b, sind etwa parallel zueinander. Die beiden Antennen 22, 24 sind aufeinander ausgerichtet, die elektromagnetische Kopplung der Antennen 22, 24 ist dadurch sehr gut.
Die Fig. 3a zeigt einen als Adapter 14 ausgebildeten
Busteilnehmer 12 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Adapter 14 ist zum Verbinden mit einem Elektronikmodul 38 ausgebildet und ist zur Übertragung von Daten und Energie zwischen dem Elektronikmodul 38 und dem Bus ausgebildet.
Der Bus ist vorliegend als eine kettenförmige
Kommunikationsverbindung von einem Busteilnehmer 12 zu seinem einzigen oder seinen zwei unmittelbaren Nachbarn 12 ausgebildet .
Der Adapter 14 umfasst eine elektronische Schaltung 36 und eine Antenne 22. Wie in Fig. 3b gezeigt, ist der Adapter 14 seitlich an ein Elektronikmodul 38 mechanisch gekoppelt, das beispielsweise als eine Steuerung oder ein Messgerät ausgebildet ist. Über eine (nicht gezeigte) galvanische oder elektromagnetische Kopplung überträgt der Adapter 14 Daten und Energie an das Elektronikmodul 38.
Mittels der Antenne 22 überträgt der als Versorgungsmodul ausgebildete Adapter 14 der Fig. 3b Energie an die Antennen 22 seiner (in dieser Figur nicht gezeigten) Nachbarn. Die Fig. 3c zeigt einen Adapter 14 mit zwei Antennen 22, 24. Die erste Antenne 22 ist an einer ersten Wandung 20a angeordnet, die zweite Antenne 24 ist an einer weiteren Wandung 20b angeordnet. Die Antennenwandungen 20a, 20b sind etwa senkrecht zueinander angeordnet.
Die erste Antenne 22, deren Antennenwandung 20a etwa parallel zu den (in dieser Figur nicht gezeigten)
Antennenwandungen benachbarter Adapter angeordnet ist, dient einer Übertragung von Daten und Energie zwischen dem Adapter 14 und
seinen Nachbarn, das heißt benachbarten Adaptern, und den mit dem Adapter 14 gekoppelten, in Fig. 3f, 3g gezeigten, Elektronikmodulen 38. Zwischen der zweiten Antenne 24 des Adapters 14 und den
(nicht gezeigten) Antennen der Elektronikmodule 38 findet eine Übertragung von Daten und Energie statt. Die
Antennenwandung 20b des Adapters 14 ist etwa parallel zu den Antennenwandungen der mit dem Adapter 14 gekoppelten Elektronikmodule 38 angeordnet.
Die Fig. 3f, 3g zeigen zwei alternative Anordnungen von Adapter 14 und Elektronikmodul 38. Gemäß Fig. 3f sind der Adapter 14 auf der Tragschiene 26 und das Elektronikmodul 38 auf dem Adapter 14 positioniert, so dass der Adapter 14 zwischen Tragschiene 26 und Elektronikmodul 38 angeordnet ist. Gemäß Fig. 3g sind das Elektronikmodul 38 auf der
Tragschiene 26 und der Adapter 14 auf dem Elektronikmodul 38 positioniert. Adapter 14 und Elektronikmodul 38 sind in beiden Fällen aufeinander angeordnet und miteinander galvanisch gekoppelt.
Ist der Adapter 14 auf dem Elektronikmodul angeordnet (Fig. 3g) , so kann er, analog zu einem Inline-System, Klemmpunkte umfassen, so dass ein direkter Anschluss von in der
Hutschiene angeordneten Signalleitungen 40 (siehe Fig. 4) ausgeführt ist. Alternativ ist der Adapter zwischen
Elektronikmodul 38 und Anschluss zur Peripherie (Klemmen¬ bzw. Steckerebene) angeordnet (Fig. 3f) . Anstelle einer oder zusätzlich zu einer Antenne kann der Adapter 14 einen Stecker aufweisen. Damit ist es möglich, auch
Busteilnehmer, die keine induktive Schnittstelle aufweisen, an den Adapter 14 anzuschließen.
Die Fig. 3d, 3e zeigen alternative Ausführungsformen von Adaptern 14, die zum Verbinden mit der Tragschiene 26 und/oder mit dem Elektronikmodul 38 ausgebildet sind.
Gemäß Fig. 3e umfasst der Adapter 14 ein erstes
Befestigungsmittel 28 zur mechanischen Befestigung an der Tragschiene 26 und ein zweites Befestigungsmittel 30 zur mechanischen Befestigung an das (in Fig. 3e nicht gezeigte) Elektronikmodul 38. Das zweite Befestigungsmittel 30 bildet eine Form der Tragschiene 26 nach, so dass das
Elektronikmodul 38 an den Adapter 14 ähnlich wie an die Tragschiene 26 befestigbar ist. Die genannte Form der
Tragschiene ist in Fig. 4 erkennbar.
Gemäß Fig. 3d sind der Adapter 14 und die Tragschiene 26 aus der Fig. 3e gezeigt, zusammen mit dem Elektronikmodul 38. Die Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform des modularen Bussystems 10 zur Übertragung von Daten und Energie. Das Bussystem 10 umfasst fünf direkt nebeneinander
positionierte als Adapter 14 ausgebildete Busteilnehmer. Die Adapter 14 sind auf einer als Hutschiene 26
ausgebildeten Tragschiene angeordnet. Auf jedem Adapter 14 ist jeweils ein Elektronikmodul 38 angeordnet.
Die in dieser Figur eingezeichneten vertikalen Pfeile symbolisieren die Übertragung von Daten und Energie
zwischen Adapter 14 und Elektronikmodul 38. Der dicke Pfeil weist auf die Übertragung von Energie und Daten, der dünne Pfeil weist auf die Übertragung von Daten hin.
In der Hutschiene 26 sind elektrische Leitungen 40
angeordnet, mit denen ein als Versorgungsmodul 16
ausgebildeter Adapter via T-Stecker zur Übertragung der Netzspannung verbunden ist. Das Versorgungsmodul 16 dient zur Energieversorgung des damit gekoppelten
Elektronikmoduls 38 sowie zur Einspeisung von Energie in den Bus.
Die Erfindung ist also darauf ausgerichtet, Daten und/oder Energie zwischen auf der Hutschiene 26 benachbart
angeordnete Elektronikmodule 38 zu übertragen, wobei gleichzeitig auch die Übertragung höherer Leistungen möglich ist.
Gemäß Fig. 3a, 3b sind an den Innenseiten von benachbart angeordneten Busteilnehmern 14 (nachfolgend auch
„Elektronikkomponente" bezeichnet) , in oder an den Gehäusen 18 der Elektronikkomponenten, Spulenstrukturen 22 mittels MID (Molded Interconnect Devices) angeordnet, wobei sich eine Spulenstruktur 22 vorzugsweise über die gesamte
Seitenfläche der Elektronikkomponente erstreckt.
Die sich so gegenüber stehenden Wandungen 20 und die hohe Windungszahl erlauben die Übertragung größerer
Energiemengen oder Leistungen. Mittels Windungsverhältnis der Spulen 22 ist ein Übertragungsverhältnis zwischen aufeinanderfolgenden Spulen oder Busteilnehmern
einstellbar. So ist beispielsweise die Anzahl der Windungen einer ersten Spule 22 einer Elektronikkomponente 12 in Richtung der Energieübertragung kleiner als die
Windungszahl der Spule, die an der nachfolgenden
Elektronikkomponente angeordnet und der ersten Spule 22 zugewandt ist. Dadurch ist eine Kompensation von
Spannungsverlusten in der Elektronikkomponente 12 möglich.
Zur Kompensation von Verlusten entlang des Busses ist auch eine Signalregenerierung oder Verstärkung vorgesehen. So ist beispielsweise in dem Versorgungsmodul 16 eine
Schaltung zur Verstärkung der Signale oder der Energie vorgesehen .
Abstrahlungen von der Sendespule zurück in die Elektronik der Elektronikkomponente werden durch eine zwischen Adapter und Elektronikmodul angeordnete, metallisch beschichtete Folie vermindert oder vollständig unterdrückt.
Ein beispielhafter Busteilnehmer 12 mit einer Abschirmung 50, die Abstrahlungen von einer Antenne und somit ein
Übersprechen zumindest reduziert, ist in Fig. 5 im
Querschnitt gezeigt. Der Busteilnehmer 12 weist wiederum ein Gehäuse 18 auf, wobei Fig. 5 lediglich zwei
gegenüberstehende Wandungen 20a und 20b und eine
Bodenwandung 20 zeigt. An der Innenfläche der Wandungen 20a und 20b ist jeweils eine Antenne 22 bzw. 24 angeordnet, die jeweils als Spule ausgebildet sein kann. Innerhalb des Gehäuses 18 ist zudem eine Leiterplatte 36 mit einer elektronischen Schaltung eingesetzt. Die Leiterplatte 36 ist elektrisch mit den Antennen 22 und 24 verbunden. Um ein Übersprechen zwischen den Antennen 22 und 24 zu verhindern, ist vor jeder Antenne 22, 24 eine plattenförmige
Abschirmung 50 angeordnet, die vorzugsweise die gesamte
Antennefläche abdeckt. Denkbar ist auch, die Leiterplatte 36 selbst als Abschirmung zu verwenden. Hierzu können die den Antennen 22 und 24 zugewandten Seiten der Leiterplatte 36 mit einer metallischen Schicht versehen werden. Bei einem alternativen Busteilnehmer 12 (nicht dargestellt) können die Antennen 22 und 24 auch an der jeweiligen
Außenfläche der Wandungen 20a und 20b angeordnet sein. In diesem Fall könnten die Innenflächen der Wandungen 20a und 20b als Abschirmungen fungieren. Hierzu könnte zum Beispiel eine metallisch beschichtete Folie als Abschirmung 50 an der jeweiligen Innenfläche der Wandungen 20a und 20b aufgebracht sein.
Bezugs zeichen
10 Bussystem
12 Busteilnehmer, Elektronikkomponente
14 Adapter
16 Versorgungsmodul
18 Gehäuse
20 Wandung
20a erste Wandung, Antennenwandung
20b zweite Wandung, Antennenwandung
22 Antenne, Spule, Spulenstruktur
24 weitere Antenne
26 Tragschiene, Hutschiene
27 Befestigungsmittel der Tragschiene
28 erstes Befestigungsmittel
30 zweites Befestigungsmittel
32 Netzspannung
34 galvanische Verbindung
36 elektronische Schaltung
38 Elektronikmodul
40 elektrische Leitung
50 Abschirmung
Claims
1. Modulares Bussystem (10) zur Übertragung von Daten und/oder Energie mit mindestens zwei nebeneinander
positionierbaren Busteilnehmern (12, 14), wobei jeder Busteilnehmer (12, 14) folgende Merkmale aufweist:
- ein Gehäuse (18), welches mehrere Wandungen (20)
umfasst ,
- wobei in oder an einer ersten Wandung (20a) des
Gehäuses (18) wenigstens eine Antenne (22) angeordnet ist, die eine geometrische Antennenfläche definiert, welche zu der Fläche der ersten Wandung (20a) ein Flächenverhältnis aufweist, das mindestens 0,5 ist,
- wobei die Busteilnehmer (12, 14) miteinander
elektrisch gekoppelt sind, indem eine Antenne (22) eines jeden Busteilnehmers mit einer Antenne (24) eines anderen Busteilnehmers zur Übertragung von Daten und/oder Energie elektromagnetisch gekoppelt ist, und
- wobei die ersten Wandungen (20a) von Busteilnehmern, die miteinander elektrisch gekoppelt sind, in etwa parallel zueinander angeordnet sind.
2. Bussystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
mindestens eines der folgenden Merkmale:
- das Bussystem (10) umfasst ein Versorgungsmodul (16) zum Einspeisen elektrischer Energie und/oder Daten, wobei das Versorgungsmodul (16) als ein erster
Busteilnehmer ausgebildet ist;
das Versorgungsmodul (16) umfasst Mittel (36) zur Signalaufbereitung oder Signalverstärkung oder
Signalregenerierung;
das Versorgungsmodul (16) ist an eine Netzspannung (32) angeschlossen, die vorzugsweise etwa 220 oder 110 V beträgt und eine Frequenz von etwa 50 oder 60 Hz hat .
3. Bussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden
Merkmale :
die Antenne (22, 24) ist ausgebildet
als eine Spiralantenne, Kreisantenne, Spule oder kapazitive Platte, und/oder
als ein Molded Interconnect Device (MID) , oder Inlay, oder
als eine eingespritzte oder dünn gewickelte oder gedruckte oder aufklebbare Antenne;
die Antenne (22, 24) ist auf einer Folie angeordnet, die an der ersten Wandung (20a) befestigt ist.
4. Bussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden
Merkmale :
der Mindestwert des Flächenverhältnisses beträgt 0,5 oder vorzugsweise 0,6 oder insbesondere 0,7;
die Antenne (22, 24) erstreckt sich über die gesamte Fläche der Wandung.
5. Bussystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch
mindestens eines der folgenden Merkmale:
die Antenne (22, 24) eines Busteilnehmers (12, 14) weist eine Windungszahl auf, welche von einer
Entfernung des Busteilnehmers zum Versorgungsmodul
abhängt, wobei die Entfernung als Zahl von dazwischen liegenden Busteilnehmern gemessen ist;
die Windungszahl der Antenne eines Busteilnehmers (12), dessen Entfernung zum Versorgungsmodul (16) größer ist als die Entfernung eines zweiten
Busteilnehmers zum Versorgungsmodul (16), ist größer als die Windungszahl der Antenne des zweiten
Busteilnehmers, zur Kompensation von Verlusten, insbesondere von Übertragungsverlusten oder Verlusten in den elektronischen Schaltungen der Busteilnehmer.
6. Bussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden
Merkmale :
- in dem Gehäuse (18) wenigstens einiger der
Busteilnehmer (12, 14) ist in einer zweiten Wandung (20b) eine weitere Antenne (24) angeordnet;
in der ersten und/oder zweiten Wandung (20a; 20b) des Gehäuses (18) wenigstens einiger der Busteilnehmer ist eine Vielzahl von Antennen (22, 24) angeordnet;
Daten und Energie sind über unterschiedliche Antennen übertragbar;
Daten und Energie sind über eine Antenne übertragbar.
7. Bussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (18) jedes
Busteilnehmers (12, 14) eine elektronische Schaltung (36) angeordnet ist.
8. Bussystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden
Merkmale :
jeder Busteilnehmer ist als Adapter (14) zum Verbinden mit einem Elektronikmodul (38) ausgebildet, wobei jeder Adapter (14) zur Übertragung von Daten und/oder Energie ausgebildet ist;
der Adapter (14) ist zum Verbinden mit einer
Tragschiene (26) und/oder mit dem Elektronikmodul (38) ausgebildet ;
der Adapter (14) umfasst ein erstes Befestigungsmittel (28) zur mechanischen Befestigung an der Tragschiene (26) ;
der Adapter (14) umfasst ein zweites
Befestigungsmittel (30) zur mechanischen Befestigung an das Elektronikmodul (38);
das zweite Befestigungsmittel (30) bildet eine Form der Tragschiene nach, so dass das Elektronikmodul (38) an den Adapter (14) ähnlich wie an die Tragschiene befestigbar ist;
das Elektronikmodul (30) ist mit dem Adapter (14) mittels einer Steckverbindung mechanisch und/oder elektrisch koppelbar, wobei die elektrische Kopplung vorzugsweise mittels Klemmpunkten ausgeführt ist;
das Elektronikmodul (38) ist mit dem Adapter (14) elektromagnetisch, beispielsweise induktiv oder kapazitiv, koppelbar zur Übertragung von Daten
und/oder Energie;
der Adapter (14) umfasst Mittel zur Regenerierung oder Verstärkung eines elektrischen Signals umfassend ein Datensignal und/oder Energieversorgungssignal;
der Adapter (14) ist gegenüber dem Elektronikmodul (38) elektromagnetisch abgeschirmt zur Verhinderung einer elektromagnetischen Störung des
Elektronikmoduls .
9. Bussystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Gehäuse (18) wenigstens eines Busteilnehmers (12, 14) ein Einrichtung (50) zum Abschirmen der wenigstens einen Antenne (22) angeordnet ist.
10. Busteilnehmer (12, 14) zur Verwendung in einem
modularen Bussystem (10) zur Übertragung von Daten und/oder Energie mit
- einem Gehäuse (18), welches mehrere Wandungen (20) umfasst ,
- wobei in oder an wenigstens einer ersten Wandung (20a) des Gehäuses wenigstens eine Antenne (22) angeordnet ist, die eine geometrische Antennenfläche definiert, welche zu der Fläche der ersten Wandung (20a) ein Flächenverhältnis aufweist, das mindestens 0,5 ist,
- wobei der Busteilnehmer (12, 14) dazu ausgebildet ist, mit wenigstens einem weiteren Busteilnehmer elektrisch gekoppelt zu werden, indem eine Antenne (22) des
Busteilnehmer mit einer Antenne (24) des weiteren Busteilnehmers zur Übertragung von Daten und/oder Energie elektromagnetisch gekoppelt ist,
- wobei die ersten Wandungen (20a) von Busteilnehmern (12, 14), die miteinander elektrisch gekoppelt sind, in etwa parallel zueinander angeordnet sind.
11. Busteilnehmer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass er als Adapter (14) zum Verbinden mit einem
Elektronikmodul (38) oder als Elektronikmodul (38)
ausgebildet ist.
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