DE102018126388A1

DE102018126388A1 - Steuer-Schaltmodul für Unterputz- oder Aufputzdosen und Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte für ein solches Steuer-Schaltmodul

Info

Publication number: DE102018126388A1
Application number: DE102018126388.0A
Authority: DE
Inventors: Rainer Reiter
Original assignee: Bluenetics GmbH
Current assignee: Bluenetics GmbH
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2020-04-23

Abstract

Ein Steuer-Schaltmodul (1) weist ein Gehäuse (2) mit einer Vorderseite (2a), einer Rückseite (2b), einer Oberseite (2c), einer Unterseite (2d) und zwei Seitenbereiche (2e, 2f) auf. Es sind eine Vielzahl von Anschlussbuchsen (3) mit zumindest einer ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a), zumindest einer ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse (7a), zumindest einer ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse (5a) und zumindest einer ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6a) vorhanden. Es ist eine Elektronikeinrichtung (11) in dem Gehäuse (2) angeordnet. Die Elektronikeinrichtung (11) schaltet in Abhängigkeit zumindest eines Steuersignals die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a) mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse (7a) elektrisch zusammen. Die Vielzahl der Anschlussbuchsen (3) sind an der Vorderseite (2a) des Gehäuses (2) in zumindest zwei Anschlussreihen (3a, 3b) angeordnet. Die zumindest eine erste und zweite Anschlussreihe (3a, 3b) erstrecken sich zwischen beiden Seitenbereichen (2e, 2f) des Gehäuses (2). Die erste Anschlussreihe (3a) ist näher an der Oberseite (2c) des Gehäuses (2) angeordnet als die zumindest eine zweite Anschlussreihe (3b).

Description

Die Erfindung betrifft ein (gekapseltes) Steuer-Schaltmodul, das insbesondere in Unterputz- oder Aufputzdosen in Gebäuden eingesetzt werden kann. Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte beschrieben, die in dem Steuer-Schaltmodul verwendet wird.
In der heutigen Zeit hat der Wunsch nach einer Automatisierung und Steuerung von Gebäudeteilen bzw. elektrischen Geräten innerhalb eines Gebäudes stetig zugenommen. So besteht nicht nur der Wunsch, beispielsweise das Raumklima in einem Gebäude automatisiert auf einen bestimmten Temperaturwert einzuregeln, sondern auch die Beleuchtung oder Jalousien bzw. Rollläden sollen computergesteuert einen bestimmten Helligkeitswert bzw. eine vorbestimmte Position einnehmen.
Aus der DE 10 2011 102 038 A1 ist ein Heimautomatisierungssteuerungssystem, sowie ein entsprechendes Verfahren bekannt. Es wird erläutert, dass über Erfassungsmittel wie beispielsweise Kameras, Infrarotsensoren usw. Gesten einer Person in einem Raum erfasst werden können. Diese werden ausgewertet und ein Aktor entsprechend angesteuert. Beispielsweise kann so eine Stehlampe ein- oder ausgeschalten werden.
Ein derartiges Heimautomatisierungssteuersystem ist bzgl. der neuartigen Steuerung zwar vorteilhaft, allerdings ist es nachteilig, dass dieses lediglich bei Neubauten mit übersehbaren Kosten installiert werden kann. So müssen eine Vielzahl von separaten Aktoren mit zusätzlichen Leitungen vorgesehen werden, um sowohl eine Steuerung mittels Gesten als auch eine Steuerung über konventionelle Mittel ermöglichen zu können.
Aus der DE 10 2007 041 180 A1 ist ein nachrüstbares Schaltmodul bekannt, das Klemmanschlüsse aufweist, die an verschiedenen Gehäuseseiten angeordnet sind und die Installation erschwert.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuer-Schaltmodul zu schaffen, das gegenüber dem Stand der Technik einfacher in bestehende Elektroinstallationen eingesetzt werden kann, um einerseits die bisherige manuelle Ansteuerung der elektrischen Geräte auch weiterhin sicherstellen zu können und um andererseits auch eine automatisierte Ansteuerung dieser elektrischen Geräte zu ermöglichen. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung eine Leiterplatte für ein Steuer-Schaltmodul zu schaffen, durch die das Steuer-Schaltmodul sehr kompakt aufgebaut werden kann.
Die Aufgabe wird durch das Steuer-Schaltmodul gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. In den Ansprüchen 2 bis 31 finden sich Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Steuer-Schaltmoduls wieder. Der Anspruch 32 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte für ein solches Steuer-Schaltmodul.
Das erfindungsgemäße Steuer-Schaltmodul, welches insbesondere für den Einsatz in Aufputz- und Unterputzdosen geeignet ist, aber auch für den Einsatz in Kabelkanälen, Lampen und Leuchten sowie Schaltern, Steckdosen und Dimmern verwendet werden kann, umfasst ein Gehäuse, das eine Vorderseite, eine Rückseite, eine Oberseite, eine Unterseite und zwei Seitenbereiche aufweist. Es wird betont, dass lediglich zum besseren Verständnis, insbesondere im Hinblick auf die Zeichnungsfiguren, die unterschiedlichen Seiten des Gehäuses mit Vorderseite, Rückseite, Oberseite, Unterseite, usw. bezeichnet werden. In der tatsächlichen Installation muss eine Oberseite nicht zwingend nach oben zeigen.
Das Steuer-Schaltmodul umfasst eine Vielzahl von Anschlussbuchsen mit zumindest einer ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse, zumindest einer ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse, zumindest einer ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse und zumindest einer ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse, die überwiegend oder vollständig innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Die Anschlussbuchsen sind jeweils dazu ausgebildet, einen Innenleiter eines Anschlusskabels aufzunehmen und elektrisch zu kontaktieren. Es ist eine Elektronikeinrichtung vorgesehen und in dem Gehäuse angeordnet, wobei die Elektronikeinrichtung elektrisch mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse, der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse, der zumindest einen ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse und der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse verbunden ist. Die Elektronikeinrichtung ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit zumindest eines Steuersignals die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse elektrisch zu verbinden oder eine elektrische Verbindung zu trennen. Dieses Steuersignal kann beispielsweise über die zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse oder drahtlos (insbesondere in Form einer Schaltinformation in einer Modulnachricht) zugeführt werden. Die Vielzahl der Anschlussbuchsen sind an der Vorderseite des Gehäuses in genau zwei oder in zumindest zwei Anschlussreihen angeordnet und (ausschließlich) von der Vorderseite des Gehäuses aus zugänglich, wobei sich die erste Anschlussreihe zwischen beiden Seitenbereichen des Gehäuses erstreckt und näher an der Oberseite des Gehäuses angeordnet ist als die zweite Anschlussreihe, die sich ebenfalls zwischen beiden Seitenbereichen des Gehäuses erstreckt allerdings näher an der Unterseite des Gehäuses angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die erste Anschlussreihe oberhalb der zweiten Anschlussreihe angeordnet ist. In zumindest einer und/oder in zumindest zwei Anschlussreihen sind dabei jeweils zumindest zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr als zumindest sechs Anschlussbuchsen angeordnet.
Es ist besonders vorteilhaft, dass die Anschlussbuchsen an der Vorderseite des Gehäuses in zumindest zwei Anschlussreihen angeordnet sind. Dadurch kann das Steuer-Schaltmodul sehr kompakt aufgebaut werden und die einzelnen Kabel der Hausinstallation können ohne Mühe mit dem Steuer-Schaltmodul verbunden werden. Dadurch, dass es zwei Anschlussreihen gibt, wodurch die Anschlussbuchsen zumindest teilweise „übereinander“ angeordnet sind, erreicht das Steuer-Schaltmodul eine optimale Höhe, bei einer minimalen Breite, wodurch gleichzeitig eine hohe Integration der notwendigen Elektronik (z.B. auf Leiterplatten) erreicht werden kann. Dadurch ist ein Einsatz in Unterputzdosen bzw. Aufputzdosen möglich.
Es ist außerdem besonders vorteilhaft, dass in Abhängigkeit des Steuersignals eine Zusammenschaltung zwischen der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse und der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse erfolgt oder eine solche Zusammenschaltung unterbrochen wird. Dadurch ist es nämlich möglich, dass das Steuer-Schaltmodul sehr einfach in bereits existierende elektrische Verkabelungen eingesetzt wird. Beispielsweise muss lediglich die Verbindung zwischen einem Lichtschalter und der Lampe aufgetrennt werden, wobei der Lichtschalter mit dem Steuerleiter-Anschluss und die Lampe mit dem Leistungsleiter-Anschluss verbunden werden, um zusätzlich eine Automatisierungsmöglichkeit zu schaffen. So liegt bei Betätigung des Schalters eines Spannung an dem Steuerleiter-Anschluss an, woraufhin eine elektrische Verbindung zwischen dem Versorgungsleiter-Anschluss und dem Leistungsleiter-Anschluss hergestellt wird, wodurch die Lampe zu leuchten beginnt. Umgekehrt kann natürlich auch die elektrische Verbindung getrennt werden. Nachdem das Steuersignal auch drahtlos empfangen werden kann, kann problemlos die Beleuchtung eines Raumes nachträglich geändert werden, weil zusätzliche Lampen an einen Schalter bzw. Taster einfach „hinzugeschaltet“ werden können, indem die entsprechenden Steuer-Schaltmodule die Steuersignale empfangen können.
Unter dem Wortlaut „Zusammenschalten“ werden einerseits das Herstellen einer digitalen elektrischen Verbindung und andererseits das Herstellen einer analogen elektrischen Verbindung verstanden.
Bei der „digitalen“ elektrischen Verbindung ist die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse für die Zeitdauer der Zusammenschaltung stets elektrisch leitend verbunden. Ein Signal an der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse liegt unverändert auch an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse an. Bei der „analogen“ elektrischen Verbindung ist die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse für die Zeitdauer der Zusammenschaltung gepulst elektrisch leitend verbunden. Die gepulst elektrisch leitende Verbindung erfolgt im Rahmen einer Phasenanschnittssteuerung oder einer Phasenabschnittssteuerung oder einer Pulsweitenmodulation oder einer Frequenzrichter-Steuerung. Unter dem Wortlaut „gepulst“ wird verstanden, dass die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse in sehr kurzen zeitlichen Abständen elektrisch leitend mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse verbunden und von diesem wieder getrennt wird. Das Signal an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse ist daher gegenüber dem Signal an der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse verändert. Dabei ist es auch möglich, dass die Spannung und/oder die Frequenz an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse einstellbar ist und sich gegenüber der Spannung und/oder der Frequenz an der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse unterscheidet. Dadurch kann beispielsweise der Effektivwert der Spannung bzw. des Stroms an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse reduziert werden, wodurch eine geringere Leistung übertragen wird und beispielsweise eine Beleuchtungseinrichtung gedimmt werden kann.
Grundsätzlich ist es möglich, dass das Steuer-Schaltmodul eine (drahtlose) Modulnachricht über Funk mit zumindest einer Konfigurationsinformation erhält. Diese Modulnachricht kann das Steuer-Schaltmodul von einer zentralen Steuerungseinrichtung und/oder von einem weiteren Steuer-Schaltmodul und/oder von einem mobilen Endgerät empfangen. Die zuweisbaren Konfigurationsinformationen dienen zum Konfigurieren, also zum Aktualisieren des Steuer-Schaltmoduls. So können diese angeben wie die Elektronikeinrichtung auf unterschiedliche elektrische Signale an der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse reagieren soll. Das Steuer-Schaltmodul kann dabei in verschiedenen Betriebsmoden betrieben werden.
Ein erster Betriebsmodus wird dann ausgewählt, wenn zumindest genau ein Schalter mit der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse verbunden ist. In diesem Fall ist die Elektronikeinrichtung dazu ausgebildet, auf jede Pegeländerung des Steuersignals (insbesondere bezüglich des Effektivwerts des Steuersignals) die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse zusammenzuschalten oder eine entsprechende Zusammenschaltung zu unterbrechen. Jedes Mal, wenn der Schalter betätigt wird, wird das Licht entweder eingeschalten oder ausgeschalten.
Das Steuer-Schaltmodul kann in einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden, wenn das Steuer-Schaltmodul in einer „Treppenhausschaltung“ eingesetzt wird. In diesem Fall können mehrere Taster gemeinsam an der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse angeschlossen sein. Die Elektronikeinrichtung ist dann dazu ausgebildet, jeweils bei einer steigenden Flanke oder bei einer fallenden Flanke (insbesondere Effektivwert) des Steuersignals eine bestehende Zusammenschaltung zu unterbrechen und eine fehlende Zusammenschaltung herzustellen. Unabhängig davon, welcher Taster betätigt wird, kann in diesem Fall das Licht, also der Verbraucher, welcher an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse angeschlossen ist, ein- bzw. ausgeschalten werden.
Das Steuer-Schaltmodul kann auch in einem dritten Betriebsmodus betrieben werden. Dieser Betriebsmodus wird insbesondere dann gewählt, wenn mehrere Schalter an die zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse angeschlossen sind und das Steuer-Schaltmodul eine „Treppenhausschaltung“ realisieren soll. Bei Einsatz mehrerer Schalter ist die Elektronikeinrichtung dazu ausgebildet, sowohl bei Detektion einer steigenden Flanke als auch bei Detektion einer fallenden Flanke (insbesondere Effektivwert) die Zusammenschaltung zu ändern. Eine bestehende Zusammenschaltung wird unterbrochen und eine fehlende Zusammenschaltung wird hergestellt.
In einem vierten Betriebsmodus ist die Elektronikeinrichtung des Steuer-Schaltmoduls dazu ausgebildet, insbesondere diejenigen Intervalle einer Periode eines elektrischen Steuersignals an der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse zu erkennen, die Null sind oder nahe bei Null liegen. Entsprechend des so phasenangeschnittenen bzw. phasenabgeschnittenen Signals kann das Steuer-Schaltmodul eine Zusammenschaltung seiner zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse mit seiner zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse vornehmen, wodurch der elektrische Verbraucher, der an der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse angeschlossen ist, ebenfalls entsprechend gedimmt wird, also ebenfalls das gleiche phasenangeschnittene bzw. phasenabgeschnittene Signal erhält.
Grundsätzlich ist das Steuer-Schaltmodul auch dazu ausgebildet, eine entsprechende Schaltinformation, die die Elektronikeinrichtung festgestellt hat, drahtlos auszusenden, so dass ein anderes Steuer-Schaltmodul eine entsprechende Zusammenschaltung vornimmt bzw. eine entsprechende Zusammenschaltung unterbricht. Grundsätzlich kann das Steuer-Schaltmodul auch in Abhängigkeit einer empfangenen Schaltinformation, also in Abhängigkeit eines drahtlos empfangenen Steuersignals, eine fehlende Zusammenschaltung herstellen bzw. eine bestehende Zusammenschaltung unterbrechen.
Ein weiteres, besonders Ausführungsbeispiel des Steuer-Schaltmoduls liegt vor, wenn die Vielzahl der Anschlussbuchsen ausschließlich an der Vorderseite des Gehäuses angeordnet sind. Dadurch kann das Steuer-Schaltmodul besonders einfach in eine Unter- oder Aufputzdose integriert werden.
Weiterhin liegt ein besonderer Vorteil vor, wenn die Anzahl der Anschlussbuchsen in der ersten Anschlussreihe unterschiedlich zu der Anzahl der Anschlussbuchsen in der zweiten Anschlussreihe ist. Dadurch wird in derjenigen Anschlussreihe, in welcher weniger Anschlussbuchsen vorhanden sind, ein größerer Installations- bzw. Abstandsraum gebildet, so dass zusätzliche Komponenten wie beispielsweise ein Tiefsetzsteller, dessen Kapazität eine gewisse Bauhöhe hat, installiert werden können.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich auch dann erzielen, wenn eine Anschlussbuchse in der ersten Anschlussreihe ohne Seitenversatz oberhalb einer Anschlussbuchse in der zweiten Anschlussreihe angeordnet ist. In diesem Fall ist die Anordnung sehr symmetrisch. Grundsätzlich wäre es hier möglich, dass der Seitenversatz zwischen zwei übereinander angeordneten Anschlussbuchsen nur minimal ist (und beispielsweise Produktionstoleranzen abdeckt) bzw. die Anschlussbuchsen sich in Draufsicht noch zu mehr als 80% oder zu mehr als 90% überlappen. Grundsätzlich wäre es dagegen auch möglich, dass eine erste Anschlussbuchse in der ersten Anschlussreihe in Draufsicht auf die Oberseite des Gehäuses vollständig überlappungsfrei zur nächstgelegenen Anschlussbuchse in der zweiten Anschlussreihe angeordnet ist. Selbiges könnte natürlich auch für die Anschlussbuchse in der zweiten Anschlussreihe bzgl. zur nächstgelegenen Anschlussbuchse in der ersten Anschlussreihe gelten. Grundsätzlich wäre es hier auch möglich, dass sich die Anschlussbuchsen lediglich teilweise überlappen (z.B. 50%).
In einer besonderen Ausführungsform besteht das Gehäuse aus zwei Gehäuseteilen, die miteinander verschraubt und/oder verclipst und/oder verrastet sind. Diese zwei Gehäuseteile können beispielsweise auch als Gehäusehälften bzw. Gehäusewannen bezeichnet werden. Sie können gleich groß sein und damit dasselbe Aufnahmevolumen besitzen. Sie können allerdings auch unterschiedlich groß sein. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus einem nicht leitenden Material wie Kunststoff. Grundsätzlich wäre es, je nach Einzelzweck, auch denkbar, dass das Gehäuse aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium gebildet ist oder ein solches umfasst.
Besonders bevorzugt sind die Anschlussbuchsen des Steuer-Schaltmoduls farbcodiert. Dadurch weiß der Benutzer sofort, welches Anschlusskabel er in welche Anschlussbuchse einführen muss. So kann die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse in Schwarz oder Braun gehalten sein oder entsprechende Farbanteile aufweisen, wohingegen die zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse eher in Blau oder Grau gehalten ist bzw. entsprechende Farbanteile aufweist. Bei Einsatz zumindest einer ersten Schutzleiter-Anschlussbuchse kann diese in Grün und/oder Gelb gehalten sein.
Bevorzugt weist das Steuer-Schaltmodul noch zumindest eine zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse und zumindest eine zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse auf, die jeweils mit der jeweiligen anderen Versorgungsleiter-Anschlussbuchse bzw. Neutralleiter-Anschlussbuchse elektrisch verbunden sind. Es kann auch eine zweite Leistungsleiter-Anschlussbuchse vorhanden sein. Die Elektronikeinrichtung ist wiederum dazu ausgebildet, in Abhängigkeit des Steuersignals die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen zweiten Leistungsleiter-Anschlussbuchse zusammenzuschalten oder eine solche Zusammenschaltung zu unterbrechen. Grundsätzlich könnte auch zumindest eine zweite Steuerleiter-Anschlussbuchse vorhanden sein, der ein weiteres Steuersignal zuführbar ist. Die Elektronikeinrichtung ist dann elektrisch mit der zumindest einen zweiten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6b) verbunden und dazu ausgebildet, in Abhängigkeit des weiteren Steuersignals die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten oder zweiten Leistungsleiter-Anschlussbuchse elektrisch zu verbinden oder eine elektrische Verbindung zu trennen
Die Anordnung der Anschlussbuchsen, also die Frage, ob diese in der ersten oder zweiten Anschlussreihe angeordnet sind, ist beliebig. Wichtig ist allerdings, dass eine Anschlussreihe mehr Anschlussbuchsen aufweist als die andere Anschlussreihe, so dass diejenige Reihe, die weniger Anschlussbuchsen aufweist einen größeren Installationsraum bzw. Abstandsraum besitzt, um zusätzliche elektrische Bauelemente aufnehmen zu können, die z.B. nicht weiter in ihrer Größe reduzierbar sind (z.B. diskrete Kapazitäten, Induktivitäten usw.).
Besonders bevorzugt umfassen die Anschlussbuchsen jeweils eine Innenleiter-Kontakteinrichtung, die aus einem elektrischen leitfähigen Material besteht oder ein solches umfasst. Über diese Innenleiter-Kontakteinrichtung kann der Innenleiter eines Anschlusskabels kontaktiert werden. Die jeweilige Innenleiter-Kontakteinrichtung umfasst dabei einen Kontaktierungsarm, der federnd vorgespannt ist. Dieser Kontaktierungsarm bringt eine Kontaktkraft auf den Innenleiter des Anschlusskabels auf, wenn dieser eingesteckt ist. Der Kontaktierungsarm verläuft vorzugsweise von der Einstecköffnung entlang der jeweiligen Einsteckrichtung innerhalb der jeweiligen Anschlussbuchse zurück (in die Anschlussbuchse hinein), wobei das Ende des Kontaktierungsarms eine Schneidkante aufweist, die bezüglich ihrer Lage und Ausrichtung dazu ausgebildet ist, sich in den Innenleiter des Anschlusskabels einzuschneiden, wenn das Anschlusskabel entgegen der Einsteckrichtung bewegt wird. Dadurch ist ein Abziehschutz gebildet.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei Elektronikeinrichtung um einen eingehausten Computerchip, der sämtliche Funktionalitäten vereint. Dieser Computerchip ist dazu ausgebildet, seine Versorgungsspannung direkt aus der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse zu beziehen. Hierzu kann der Computerchip über Drähte direkt mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse verbunden sein. Dieser Computerchip hat auch entsprechende Schaltelemente integriert, über die er die zumindest einen erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse elektrisch verbinden bzw. eine elektrische Verbindung trennen kann. Er umfasst außerdem eine Kommunikationseinrichtung, um Schaltbefehle drahtlos zu versenden und Schaltbefehle (Steuersignale) drahtlos zu empfangen. Über diese Kommunikationsverbindung kann er auch drahtlos konfiguriert werden.
Bei einer anderen bevorzugten Alternative werden die (nackten) Computerchips direkt in die (Haupt-)Platine bzw. in die verwendete Leiterplatte eingebettet. Dadurch ergibt sich eine äußerst kompakte Bauweise. Dies bewirkt außerdem den Vorteil, dass in einer inneren Lage der (Haupt-)Platine bzw. der Leiterplatte nicht die üblichen Kriechabstände bei netzspannungsgeführten Leitern eingehalten werden müssen, was zusätzlich zur Kompaktheit beiträgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Steuer-Schaltmodul eine Hauptplatine, die zwischen der ersten und der zweiten Anschlussreihe angeordnet ist. Die Vielzahl der Anschlussbuchsen sind dabei SMD-Anschlussbuchsen und mit der Hauptplatine verlötet. Die Elektronikeinrichtung umfasst eine erste Elektronikmoduleinheit, die mit der Oberseite (erste Seite) der Hauptplatine verlötet ist und eine zweite Elektronikmoduleinheit, die mit der Unterseite (zweite Seite) der Hauptplatine verlötet ist. Ergänzend oder alternativ kann die erste Elektronikmoduleinheit auch mindestens einen Halbleiter umfassen, der in eine Lage und/oder zwischen zwei Lagen der Hauptplatine integriert ist. Selbiges kann auch für die zweite Elektronikmoduleinheit gelten.
Durch den Einsatz unterschiedlicher Elektronikmoduleinheiten kann das Steuer-Schaltmodul kompakt aufgebaut werden. Die Kompaktheit und die Störfestigkeit des Steuer-Schaltmoduls werden weiterhin dadurch erhöht, weil diese Elektronikmoduleinheiten auf verschiedenen Seiten der Hauptplatine angebracht sind.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die erste Elektronikmoduleinheit in einem oberen (erste) Abstandsraum angeordnet. Dieser Abstandsraum kann zwischen Anschlussbuchsen in der ersten Anschlussreihe oder zwischen einem Seitenbereich und einer Anschlussbuchse in der ersten Anschlussreihe gebildet sein. Der Abstandsraum kann auch zwischen den Anschlussbuchsen der ersten Anschlussreihe und der Rückseite des Gehäuses gebildet sein. Selbiges gilt auch für einen unteren (zweiten) Abstandsraum, in dem die zweite Elektronikmoduleinheit angeordnet ist. Dieser kann ebenfalls zwischen zwei Anschlussbuchsen bzw. einer Anschlussbuchse und dem Seitenbereich gebildet sein bzw. zwischen den Anschlussbuchsen der zweiten Anschlussreihe und der Rückseite des Gehäuses.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Elektronikmoduleinheit zumindest ein Elektronikmodul, wobei dieses eine Elektronikmodul eine weitere Leiterplatte umfasst. Diese weitere Leiterplatte ist beidseitig mit elektrischen Bauteilen bestückt und/oder umfasst zumindest einen Halbleiter, der in eine Lage und/oder zwischen zwei Lagen der weiteren Leiterplatte integriert ist und über eine Vielzahl von VIA-Balken und/oder einer Vielzahl einzelner elektrischer Verbinder mit der Hauptplatine elektrisch verbunden und durch diese VIA-Balken und/oder die Vielzahl der einzelnen elektrischen Verbinder auch von dieser beabstandet gehalten. Über diese VIA-Balken wird einerseits der mechanische Aufbau (Huckepackplatine) erreicht und andererseits die Datenübertragung zu den elektrischen Bauteilen bzw. eine Energieversorgung für die elektrischen Bauteile auf der weiteren Leiterplatte sichergestellt. Diese weitere Leiterplatte ist insbesondere parallel zur Hauptplatine angeordnet.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst auch die zweite weitere Elektronikmoduleinheit zumindest ein Elektronikmodul. Dieses zumindest eine Elektronikmodul weist eine zusätzliche Leiterplatte auf, die ebenfalls beidseitig mit elektrischen Bauteilen bestückt ist und/oder zumindest einen Halbleiter umfasst, der in eine Lage und/oder zwischen zwei Lagen der zusätzlichen Leiterplatte integriert ist. Das zumindest eine Elektronikmodul der zweiten Elektronikmoduleinheit umfasst einen Tiefsetzsteller mit zumindest einem Tiefsetzstellerkondensator. Dieser Tiefsetzstellerkondensator ist mit der zusätzlichen Leiterplatte verlötet. Diese zusätzliche Leiterplatte ist rechtwinklig zur Hauptplatine angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert, insbesondere mit dieser verlötet. Diese Kontaktierung findet insbesondere über den längeren Seitenbereich der zusätzlichen Leiterplatte statt. Diese kann an verschiedenen, voneinander beabstandeten Stellen, mit der Hauptplatine verlötet sein.
Das Gehäuse des Steuer-Schaltmoduls ist derart aufgebaut, dass keinerlei spannungsführende Teile von dem Gehäuse des Steuer-Schaltmoduls nach außen hin abstehen.
Optional kann das Gehäuse auch die Integration einer von außen sichtbaren Leuchtdiode oder Signallampe beinhalten, über welche mittels kodierter Blinksequenzen, Farben und/oder Helligkeitswerten die Steuer- und Kommunikationseinrichtung einen aktuellen internen Zustand des Steuer-Schaltmoduls anzeigen kann. Grundsätzlich könnte auch eine akustische Vorrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, nach außen hin (nach außerhalb der Gehäuseanordnung) hörbar eine Tonsequenz und/oder eine bestimmte Tonhöhe und/oder eine bestimmte Lautstärke auszugeben, die einen internen Zustand des Steuer-Schaltmoduls kodiert.
Eine Gebäudesteuerungseinrichtung umfasst zumindest ein solches Steuer-Schaltmodul. Die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse ist mit dem Versorgungsleiter des öffentlichen Stromnetzes verbunden. Die zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse ist mit dem Masse-Leiter des öffentlichen Stromnetzes verbunden. Ein elektrischer Verbraucher ist mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse des Steuer-Schaltmoduls elektrisch verbunden ist. Der zumindest eine elektrische Verbraucher ist entweder mit der zumindest einen Neutralleiter-Anschlussbuchse des Steuer-Schaltmoduls oder direkt mit dem Masse-Leiter des öffentlichen Stromnetzes verbunden. Die Elektronikeinrichtung des zumindest einen Steuer-Schaltmoduls ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit des Steuersignals die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse zusammenschalten, um so den zumindest einen elektrischen Verbraucher in Betrieb zu setzen oder eine bestehende Zusammenschaltung zu unterbrechen, um so den elektrischen Verbraucher außer Betrieb zu setzen.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn zumindest eine Ein-/Ausschaltvorrichtung in Form eines Schalters, Tasters, Tastfelds, Bewegungsmelders oder Dimmers vorgesehen ist, wobei ein erster Anschluss dieser Ein-/Ausschaltvorrichtung mit dem Versorgungs-Leiter des öffentlichen Stromnetzes oder mit einer Energiequelle (z.B. Akku bei Tastfeld) elektrisch verbunden ist und wobei ein zweiter Anschluss der zumindest einen Ein-/Ausschaltvorrichtung mit der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse des zumindest einen Steuer-Schaltmoduls elektrisch verbunden ist. Bei Betätigung der zumindest einen Ein-/Ausschaltvorrichtung wird der erste Anschluss mit dem zweiten Anschluss elektrisch leitend verbunden und ein Spannungssignal liegt an der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse an. Das Steuer-Schaltmodul verbindet in diesem Fall den elektrischen Verbraucher mit dem Versorgungsleiter des öffentlichen Stromnetzes.
Vorzugsweise wird eine Vielzahl von Steuer-Schaltmodulen eingesetzt, die dazu ausgebildet sind, untereinander Modulnachrichten weiterzuleiten. Diese sind insbesondere dazu ausgebildet, ein MESH-Netzwerk, ein Scatter-Netzwerk, ein Daisy-Cain-Netzwerk oder ein Baum-Netzwerk zu bilden.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der drahtlosen Verbindung über die die Elektronikeinrichtung des Steuer-Schaltmoduls kommunizieren kann, also bei der Funkverbindung, um eine WLAN-Verbindung (z.B. WIFI, Zigbee, etc.) oder um eine WPAN Verbindung (Wireless Personal Area Network, z.B. Bluetooth®-Verbindung bzw. Bluetooth®-kompatible-Verbindung wie z.B. Bluetooth Low Energy). Die Bluetooth®-Verbindung kann auch eine Bluetooth®-MESH-Verbindung beinhalten. Bei der WLAN-Verbindung handelt es sich um eine solche gemäß IEEE 802.11* (z.B. a,b,...). Bei der Bluetooth®-Verbindung handelt es sich vorzugsweise um eine solche gemäß IEEE 802.15.* (z.B. 1,2,...) .
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte für ein Steuer-Schaltmodul erfordert, dass in einem ersten Verfahrensschritt zumindest zwei dielektrische Lagen (engl. Layer) übereinander angeordnet werden, wobei beide dielektrischen Lagen eine strukturierte Metallschicht an einer oder beiden Oberseiten aufweisen und wobei die zweite dielektrische Lage eine Aussparung umfasst. In einem zweiten Verfahrensschritt wird ein Halbleiterchip in die Aussparung der zweiten dielektrischen Lage eingesetzt. In einem dritten Verfahrensschritt wird eine dritte dielektrische Lage auf die zweite dielektrische Lage aufgebracht, wobei die dritte dielektrische Lage den Halbleiterchip teilweise oder vollständig bedeckt. In einem vierten Verfahrensschritt wird eine Vielzahl von Durchkontaktierungen in einige oder alle der dielektrischen Lagen eingebracht, wobei zumindest ein Anschluss des Halbleiterchips von außerhalb der Leiterplatte durch die zumindest eine Durchkontaktierung zugänglich ist. In einem fünften Verfahrensschritt werden die Durchkontaktierungen mit einem elektrisch leitfähigen Material gefüllt oder galvanisiert, das auch in Kontakt mit dem zumindest einen Anschluss des Halbleiterchips anbringbar ist und den zumindest einen Anschluss des Halbleiterchips elektrisch mit der strukturierten Metallschicht zumindest einer dielektrischen Lage verbindet. In einem sechsten Verfahrensschritt werden Anschlussbuchsen und jeweils zumindest ein Lotdepot auf beiden Seiten der Leiterplatte aufgebracht. Danach erfolgt ein Erhitzen der Leiterplatte, so dass die jeweiligen Lotdepots schmelzflüssig werden und die Anschlussbuchsen dauerhaft elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden sind. Bei diesem Verfahren werden die (nackten) Computerchips (=Halbleiterchips) direkt in die (Haupt-)Platine bzw. in die verwendete Leiterplatte eingebettet. Dadurch ergibt sich einerseits eine äußerst kompakte Bauweise. Andererseits bewirkt dies noch den Vorteil, dass in einer inneren Lage der (Haupt-)Platine bzw. der Leiterplatte nicht die üblichen Kriechabstände bei netzspannungsgeführten Leitern eingehalten werden müssen, was zusätzlich zur Kompaktheit beiträgt.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:

1A und 1B: zwei verschiedene Ansichten des erfindungsgemäßen Steuer-Schaltmoduls;
2A bis 2I: verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Steuerschaltmoduls, die sich in der Anzahl und Anordnung der Anschlussbuchsen und der Elektronikeinrichtung voneinander unterscheiden;
3A und 3B: verschiedene Zustände einer Innenleiter-Kontakteinrichtung;
4: eine räumliche Ansicht des erfindungsgemäßen Steuer-Schaltmoduls, das aus zwei Gehäuseteilen besteht;
5A und 5B: verschiedene Ansichten einer ersten Elektronikmoduleinheit der Elektronikeinrichtung;
6A und 6B: verschiedene Ansichten einer ersten und zweiten Elektronikmoduleinheit der Elektronikeinrichtung im montierten Zustand;
7A und 7B: verschiedene Ansichten einer weiteren zweiten Elektronikmoduleinheit der Elektronikeinrichtung im montierten Zustand;
8: ein Ausführungsbeispiel eines Abstandshalters, der am Gehäuse des Steuer-Schaltmoduls montiert ist; und
9A bis 9F: verschiedene Herstellungsschritte einer Leiterplatte mit einem integrierten, eingebetteten Halbleiterelement.

Die 1A und 1B zeigen, zwei verschiedene Ansichten des erfindungsgemäßen Steuer-Schaltmoduls 1. Dieses Steuer-Schaltmodul 1 eignet sich insbesondere zum Einsatz in Unterputz- oder Aufputzdosen. Das Steuer-Schaltmodul 1 weist ein Gehäuse 2 auf, dass eine Vorderseite 2a, eine Rückseite 2b, eine Oberseite 2c, eine Unterseite 2d und zwei Seitenbereiche 2e, 2f aufweist. Das Gehäuse 2 umgrenzt dabei einen Aufnahmeraum, in den verschiedene Elemente angeordnet sind, die nachfolgend genauer beschrieben werden. Es wird betont, dass die Begriffe Vorderseite 2a, Rückseite 2b, Oberseite 2c, Unterseite 2d und Seitenbereiche 2e, 2f nicht derart zu verstehen sind, dass das Steuer-Schaltmodul 1 ausschließlich nach dem Verständnis der Begriffe ausgerichtet sein soll, sondern diese Begriffe sollen lediglich das Verständnis für die Funktionsweise für das Steuer-Schaltmodul 1 im Hinblick auf die Zeichnungsfiguren erleichtern. Es ist klar, dass die in 1A dargestellter Oberseite 2c des Gehäuses 2 je nach Ausrichtung und Anordnung des Steuer- Schaltmoduls 1 im Betrieb auch die Unterseite (Gehäuse 2 ist umgedreht) bzw. ein Seitenbereich (Gehäuse ist gekippt) sein kann.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 2 zwei Gehäuseteilen 2₁ und 2₂ auf. Diese sind in diesem Ausführungsbeispiel miteinander verclipst bzw. verrastert. Sie könnten auch miteinander verschraubt sein.
In 4 ist eine Rückansicht des Gehäuses 2 dargestellt. Das Gehäuse 2 besteht vorzugsweise aus Kunststoff bzw. einem anderen nicht elektrisch-Leitfähigem Material. Grundsätzlich könnte es allerdings auch aus Metall bestehen.
Dadurch, dass das Steuer-Schaltmodul 1 insbesondere für den Einsatz in einer Unterputz- oder Aufputzdose vorgesehen ist, muss es sehr kompakt aufgebaut sein. Ein Abstand zwischen der Unterseite 2d und der Oberseite 2c ist größer als 4mm, 6mm, 8mm, 10mm, 12mm, 14mm, 16mm, 18mm aber vorzugweise kleiner als 21mm, 19mm, 17mm, 15mm, 13mm, 11mm oder 9mm. Weiterhin ist ein Abstand zwischen dem ersten Seitenbereich 2e und dem zweiten Seitenbereich 2f größer als 20mm, 24mm, 28mm, 32mm, 36mm, 40mm, 44mm aber vorzugweise kleiner als 46mm, 42mm, 38mm, 34mm, 30mm, 26mm oder 22mm. Außerdem ist ein Abstand zwischen der Vorderseite 2a und der Rückseite 2b des Gehäuses 2 größer als 16mm, 20mm, 24mm, 28mm, 30mm, 34mm, 38mm aber vorzugweise kleiner als 42mm, 38mm, 34mm, 30mm, 26mm, 22mm oder 18mm.
Die einzelnen Gehäuseteile 2₁ , 2₂ sind im Querschnitt vorzugsweise Trapezförmig. Die längeren Seiten beider Gehäuseteile 2₁ , 2₂ liegen aufeinander. Vorzugsweise könnten auch noch Dichtelemente zwischen die Gehäuseteile 2₁ , 2₂ eingebracht sein. Die Gehäuseteile 2₁ , 2₂ sind in den dargestellten Figuren alle gleich groß. Es wäre auch möglich, dass diese unterschiedlich groß sind. Anstatt von einem Gehäuseteil 2₁ , 2₂ kann auch von einer Gehäusewanne gesprochen werden.
Das Steuer-Schaltmodul 1 umfasst eine Vielzahl von Anschlussbuchsen 3. Dargestellt ist zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a und eine zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4b. Weiterhin ist zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a und zumindest eine zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse 5b vorgesehen. Dargestellt ist außerdem zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a und zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a und zumindest eine erste Schutzleiter-Anschlussbuchse 8a.
Die Anschlussbuchsen 3 sind jeweils dazu ausgebildet, einen Innenleiter 9 eines Anschlusskabels 10 (siehe 3A, 3B) aufzunehmen und elektrisch zu kontaktieren. Das Anschlusskabel 10 kann beispielsweise als Koaxialkabel ausgeführt sein oder lediglich als normales Kabel, welches den Innenleiter 9 und ein diesen Innenleiter umgebendes Dielektrikum aufweist.
Es ist weiterhin eine Elektronikeinrichtung 11 (siehe 2A ff.) vorgesehen und in dem Gehäuse 2 angeordnet. Die Elektronikeinrichtung 11 ist mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a, der zumindest einen ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a, der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a und der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a elektrisch verbunden.
Die Elektronikeinrichtung 11 ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit zumindest eines Steuersignals (also einer Schaltinformation bzw. Schaltbefehls), die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a elektrisch zusammenzuschalten, also zu verbinden oder eine solche elektrische Zusammenschaltung, also eine solche elektrische Verbindung zu trennen.
Die Elektronikeinrichtung 11 ist dazu ausgebildet, das Steuersignal beispielsweise drahtlos zu empfangen. Das Steuersignal kann dabei als Schaltinformation in einer Modulnachricht enthalten sein. Das Steuersignal kann auch eine Spannung oder ein Strom sein und der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a zuführbar sein. Im einfachsten Fall wird eine Zusammenschaltung vorgenommen, wenn der Effektivwert des Steuersignals einen ersten Schwellwert überschreitet (z.B. mehr als 80 Volt) . Eine Zusammenschaltung kann unterbrochen werden, wenn der Effektivwert des Steuersignals einen zweiten Schwellwert unterschreitet (z.B. 60 Volt).
Das Steuer-Schaltmodul 1 wird insbesondere im öffentlichen Stromnetz eingesetzt. Der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a ist dabei eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung dieses öffentlichen Stromnetzes mit einem Effektivwert von insbesondere bis zu bzw. mehr als 110 Volt oder 230 Volt zuführbar. Der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a ist ebenfalls eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung eines öffentlichen Stromnetzes mit einem Effektivwert von insbesondere bis zu oder mehr als 110 Volt oder 230 Volt zuführbar. Es kann auch eine sehr geringe Gleichspannung (z.B. 3 Volt, 5 Volt) zugeführt werden. Es ist auch möglich, dass eine gepulst elektrische Spannung zuführbar ist. Diese kann in Form einer Phasenanschnittsteuerung oder einer Phasenabschnittsteuerung oder einer Pulsweitmodulation oder einer Frequenzrichter-Steuerung vorliegen. Die zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a ist dabei mit einer Masseleitung eines öffentlichen Stromnetzes verbindbar. Unter einem öffentlichen Stromnetz auch werden z.B. alle Leitungen verstanden, die innerhalb eines Hauses (Hotels) verlegt sind.
Mit 1A und 1B ist außerdem dargestellt, dass die Vielzahl der Anschlussbuchsen 3 ausschließlich an der Vorderseite 2a des Gehäuses 2 angeordnet sind. Die anderen Gehäuseseiten 2b bis 2f sind dabei frei von Anschlussbuchsen 3.
Ebenfalls dargestellt ist, dass die Vielzahl der Anschlussbuchsen 3 in der zumindest einer ersten Anschlussreihe 3a und in der zumindest einen zweiten Anschlussreihe 3b ausschließlich von der Vorderseite 2a aus zugänglich sind. Beide Anschlussreihen 3a, 3b erstrecken sich zwischen beiden Seitenbereich 2e, 2f. Die erste Anspruchsreihe 3a ist dabei näher an der Oberseite 2c des Gehäuses 2 angeordnet als die zumindest eine zweite Anschlussreihe 3b.
Die Anzahl der Anschlussbuchsen 3 in der ersten Anschlussreihe 3a ist unterschiedlich zu der Anzahl der Anschlussbuchsen 3 in der zweiten Anschlussreihe 3b. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Anschlussreihe 3a mehr Anschlussbuchsen 3 als die zweite Anschlussreihe 3b. Wie später noch erläutert wird hat dies den Vorteil, dass mehr Platz für die Elektronikeinrichtung 11 in derjenigen Anschlussreihe 3a, 3b zur Verfügung steht, die weniger Anschlussbuchsen 3 umfasst.
Die Anschlussbuchsen 3 der ersten Anschlussreihe 3a sind einer ersten Ebene und die Anschlussbuchsen 3 der zweiten Anschlussreihe 3b in einer zweiten Ebene angeordnet.
Di erste Ebene und die zweite Ebene sind dabei parallel zueinander ausgerichtet.
Die Anzahl der Anschlussbuchsen 3 in der ersten Anschlussreihe 3a ist um mindestens eine, zwei, drei, vier, fünf oder sechs Anschlussbuchsen 3 größer als die Anzahl der Anschlussbuchsen 3 in der zweiten Anschlussreihe 3b.
In den 1A und 1B ist ebenfalls zu erkennen, dass die Anschlussbuchsen 3 etwas aus den Gehäuse 2 hervorstehen bzw. aus dem Gehäuse 2 herausstehen. Dies muss allerdings nicht sein. Sie könnten auch vollständig in dem Gehäuse 2 angeordnet sein.
Dargestellt ist in 1B außerdem, dass eine Anschlussbuchse 3 in der ersten Anschlussreihe 3a ohne Seitenversatz oberhalb einer Anschlussbuchse 3 in der zweiten Anschlussreihe 3b angeordnet ist. Dies gilt für diejenigen Anschlussbuchsen 3, die am nächsten zum jeweiligen Seitenbereich 2e, 2f angeordnet sind.
Das Gehäuse 2 in 1A umfasst außerdem verschiedene Öffnungen 15. Diese Öffnungen 15 sind an der Oberseite 2c und an der Unterseite 2d angebracht. Bevorzugt gibt es so viele Öffnungen 15 wie am Anschlussbuchsen 3, wobei oberhalb bzw. unterhalb jeder Anschlussbuchse 3 eine solche Öffnung 15 im Gehäuse 2 eingebracht ist.
Bezugnehmend auf die 3A und 3B ist der Aufbau der Anschlussbuchsen 3 exemplarisch dargestellt. Die dargestellte Anschlussbuchse 3 umfasst ein Gehäuse 16, welches aus einem nichtleitenden Material besteht. Die Anschlussbuchse 3 umfasst außerdem eine Innenleiter-Kontakteinrichtung 17 zum elektrischen kontaktieren des Innenleiters 9 und des Anschlusskabels 10. Die jeweilige Innenleiter-Kontakteinrichtung 17 umfasst dabei einen Kontaktierungsarm 18, der derart federnd vorgespannt ist, dass eine Kontaktkraft auf dem Innenleiter 9 des Anschlusskabels 10 im eingesteckten Zustand (siehe 3B) aufgebracht ist. Der Kontaktierungsarm 18 verläuft dabei entlang der Einsteckrichtung des Anschlusskabels 10 innerhalb der jeweiligen Anschlussbuchse 3. Ein Ende des Kontaktierungsarms umfasst eine Schneidekante 19, die dazu ausgebildet ist, sich in den Innenleiter 9 des Anschlusskabels 10 einzuschneiden, wenn das Anschlusskabel 10 entgegen der Einsteckrichtung bewegt wird, wodurch sich ein Abziehschutz bildet.
Um das Anschlusskabel 10 wieder aus der Anschlussbuchse 3 zu entfernen zu können, sieht das Gehäuse 2 die beschriebenen Öffnungen 15 vor. Diese Öffnungen 15 sind derart an der Oberseite 2c bzw. Unterseite 2d des Gehäuses 2 angebracht, dass ein (nicht dargestelltes) Werkezeug über diese Öffnungen 15 in die jeweilige Anschlussbuchse 3 einführbar ist, um mit der jeweiligen Innenleiter-Kontakteinrichtung 17, insbesondere mit dem jeweiligen Kontaktierungsarm 18 in Kontakt bringbar ist, sodass der jeweilige Kontaktierungsarm 18 innerhalb der Anschlussbuchse 3 von dem Innenleiter 9 des Anschlusskabel 10 wegdrückbar ist, wodurch das Anschlusskabel 10 wieder aus der Anschlussbuchse 3 herausziehbar ist. Diese Öffnungen 15, die vorzugsweise schlitzförmig sind, können auch zur besseren Kühlung dienen.
Bei der Elektronikeinrichtung 11 kann es sich prinzipiell um einen einzigen Computerchip handeln. Dieser Computerchip ist dann dazu ausgebildet seine Versorgungspannung direkt aus der zumindest einen Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a zu beziehen. Der Computerchip ist dann ebenfalls über Drähte elektrisch mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a, der zumindest einen ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a, der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a und der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a verbunden. In diesem Fall würde keine Leiterplatte benötigt werden (leiterplattenfreie Anordnung, wobei die (Verbindungs-)Drähte außerhalb des Computerchips wären).
Im Hinblick auf die 2A - 2I ist allerdings dargestellt, dass das Steuer-Schaltmodul 1 eine Hauptplatine 20 umfasst, auf welcher die Elektronikeinrichtung 11 angeordnet ist.
Die 2A bis 2E sind derart aufgebaut, dass diese aus drei Teilen bestehen. Ein oberer Teil stellt eine Draufsicht auf die erste Anschlussreihe 3a des Steuer-Schaltmoduls 1 bei abgenommenen Gehäuse 2 dar. Der mittlere Teil stellt eine frontale Ansicht, also ein Blick auf die Vorderseite 2a des Steuer-Schaltmoduls 1 bei abgenommenem Gehäuse 2 dar. In dieser Ansicht sind beide Anschlussreihen 3a, 3b zu erkennen. Ein unterer Teil stellt eine Draufsicht auf die zweite Anschlussreihe 3b des Steuer-Schaltmoduls 1 bei abgenommenen Gehäuse 2 dar (von unten) dar.
Gleiche Muster bedeuten, dass es sich um dieselben Gegenstände handelt. Dies gilt insbesondere für die Anschlussbuchsen 3. Anschlussbuchsen 3, die dasselbe Muster haben, erfüllen dieselbe Funktion. Gepunktet dargestellt ist die Leiterplatte 20 und schraffiert dargestellt ist die Elektronikeinrichtung 11, die eine erste Elektronikmoduleinheit 11a und eine zweite Elektronikmoduleinheit 11b umfassen kann.
In 2A sind wiederrum die zwei Anschlussreihen 3a und 3b dargestellt. Die Hauptplatine 20 trennt diese beiden Anschlussreihen 3a, 3b voneinander ab.
Die an dem jeweiligen Seitenbereich 2f, 2e angeordneten Anschlussbuchsen 3 der ersten Anschlussreihe 3a sind ohne Seitenversatz oberhalb der nächstgelegenen Anschlussbuchsen 3 in der zweiten Anschlussreihe 3b angeordnet.
Die Anschlussbuchsen 3 in der ersten Anschlussreihe 3a sind in diesem Fall einzelne, voneinander getrennte montierbare Elemente. Grundsätzlich wäre es auch möglich, dass zumindest zwei oder alle Anschlussbuchsen 3 in der ersten Anschlussreihe 3a als einteiliges bzw. integrales Kunststoffspritzteil gebildet sind. Selbiges würde auch für die Anschlussbuchsen 3 in der zweiten Anschlussreihe 3b gelten.
Die Anschlussbuchsen 3 sind hier als SMD-Anschlussbuchsen 3 ausgebildet. Die Anschlussbuchsen 3 der ersten Anschlussreihe 3a sind dabei mit einer Oberseite 20a der Hauptplatine 20 verlötet. Die Anschlussbuchsen 3 der zweiten Anschlussreihe 3b sind mit einer Unterseite 20b der Hauptplatine 20 verlötet. Wie erläutert, umfasst die Elektronikeinrichtung 11 verschiedene Elektronikmoduleinheiten 11a, 11b. Eine erste Elektronikmoduleinheit 11a ist mit der Oberseite 20a der Hauptplatine 20 verlötet und eine zweite Elektronikmoduleinheit 11b ist mit der Unterseite 20b der Hauptplatine 20 verlötet. Für den Fall, dass die Elektronikmoduleinheiten 11a, 11b Computerchips 73 umfassen, können diese auch direkt in die Hauptplatine 20 integriert werden. Diese Integration wird im Rahmen der 9A bis 9F noch genauer beschrieben.
Die einzelnen Ausführungsbeispiele des Steuer-Schaltmoduls 1, auf die nachfolgend eingegangen wird, unterscheiden sich insbesondere dadurch, wo die erste bzw. zweite Elektronikmoduleinheit 11a, 11b der Elektronikeinrichtung 11 angeordnet sind. Auch die Anordnung der einzelnen Anschlussbuchsen 3 kann unterschiedlich sein.
In dem Ausführungsbeispiel aus 2A gibt es zumindest eine erste und eine zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a, 4b, die insbesondere elektrisch miteinander verbunden sind. Diese beiden Versorgungsleiter-Anschlussbuchsen 4a, 4b sind in unterschiedlichen Anschlussreihen 3a, 3b angeordnet. Gleiches gilt auch für die erste und zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a, 5b. Dagegen sind die erste und die zweite Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a, 6b in derselben Anschlussreihe, in diesem Fall in der ersten Anschlussreihe 3a angeordnet. Auch die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a ist in der ersten Anschlussreihe 3a angeordnet.
In 2A ist die erste Elektronikmoduleinheit 11a in einem oberen Abstandsraum 25a angeordnet, wobei sich der obere Abstandsraum 25a zwischen den Anschlussbuchsen 3 der ersten Anschlussreihe 3a und der Rückseite 2b des Gehäuses 2 erstreckt.
Die zweite Elektronikmoduleinheit 11b ist dagegen in einem unteren Abstandsraum 25b angeordnet. Dieser untere Abstandsraum 25b befindet sich zwischen zwei Anschlussbuchsen 4b, 5b in der zweiten Anschlussreihe 3b. Weiterhin befindet sich der untere Abstandsraum 25b in diesem Ausführungsbeispiel außerdem zwischen den beiden Anschlussbuchsen 4b, 5b und der Rückseite 2b des Gehäuses 2. Der untere Abstandsraum 25b ist daher größer als der obere Abstandsraum 25a.
In 2B ist dargestellt, dass es lediglich einen unteren Abstandsraum 25b gibt und dass die Elektronikeinrichtung 11 vollständig in diesem unteren Abstandsraum 25b untergebracht ist. Dieser untere Abstandsraum 25b ist in diesem Fall zwischen zwei Anschlussbuchsen 4b, 5b gebildet. Es gibt weder einen oberen Abstandsraum 25b, der beispielsweise zwischen den Anschlussbuchsen 3 der ersten Anschlussreihe 3a und der Rückseite 2b des Gehäuses 2 gebildet ist, noch einen vergrößerten unteren Abstandsraum 25b, der ebenfalls zwischen den Anschlussbuchsen 4b, 5b der zweiten Anschlussreihe 3b und der Rückseite 2b des Gehäuses 2 gebildet ist. Das Steuer-Schaltmodul aus 2B ist daher kompakter.
2C entspricht im Wesentlichen 2B. Lediglich die Hauptplatine 20 ist hinsichtlich ihrer Breite, also ihrer Abmessung zwischen beiden Seitenbereichen 2e, 2f verkürzt. Dies bedeutet, dass zumindest diejenigen Anschlussbuchsen 3, die am nächsten zu einem Seitenbereich 2e, 2f angeordnet sind, in Richtung dieses Seitenbereichs 2e, 2f über die Hauptplatine 20 überstehen. Dies gilt in diesem Ausführungsbeispiel für die erste und zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a, 4b und die erste und zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a, 5b.
2D entspricht im Wesentlichen 2C, wobei noch ein oberer und ein unterer Abstandsraum 25a, 25b gebildet sind, die sich jeweils zwischen den Anschlussbuchsen 3 der ersten und zweiten Anschlussreihe 3a, 3b und der Rückseite 2b des Gehäuses 2 erstrecken. Die erste und zweite Elektronikmoduleinheit 11a, 11b sind lediglich auf der Hauptplatine 20 angeordnet und stehen nicht über diese hervor. Somit sind die erste und die zweite Elektronikmoduleinheit 11a, 11b ebenfalls von den jeweiligen Seitenbereichen 2e, 2f beabstandet.
Die zweite Elektronikmoduleinheit 11b besteht dabei aus zwei getrennten Elektronikmodulen. Das eine Elektronikmodul ist zwischen zwei Anschlussbuchsen 3 der zweiten Anschlussreihe 3b angeordnet, wohingegen das zweite Elektronikmodul der zweiten Elektronikmoduleinheit 11b zwischen den Anschlussbuchsen 3 der zweiten Anschlussreihe 3b und der Rückseite 2b des Gehäuses 2 angeordnet ist.
2E basiert im Wesentlichen auf 2D. In dem Ausführungsbeispiel aus 2E ist eine Anschlussbuchse 3 der ersten Anschlussreihe 3a in Draufsicht auf die Oberseite 2c des Gehäuses 2 zu mehr als 10%, 20%, 30%, 40%, 50% oder 60%, aber zu weniger als 80%, 75%, 70%, 65%, 55%, 45%, 35%, 25% oder 15% überlappend zu der nächsten gelegenen Anschlussbuchse 3 in der zweiten Anschlussreihe 3b angeordnet. Dies gilt in diesem Fall für die erste und zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a, 4b beider Anschlussreihen 3a, 3b und für die erste und zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a, 5b beider Anschlussreihen 3a, 3b. Diese überlappen sich in Draufsicht zu ungefähr 50%.
Vorzugsweise ist stets eine vollständige Überlappung von zwei Anschlussbuchsen 3 in verschiedenen Anschlussreihen 3a, 3b wünschenswert. Da allerdings die Anschlussreihen 3a, 3b nicht die gleiche Anzahl an Anschlussbuchsen 3 aufweisen, ist neben einer vollständigen Überlappung auch eine vollständig überlappungsfreie Anordnung vorgesehen. Grundsätzlich könnte es auch sein, dass sich zwei Anschlussbuchsen 3 verschiedener Anschlussreihen 3a, 3b in Draufsicht auf die Oberseite 2c des Gehäuses 2 lediglich zu mehr als 80% oder zu mehr als 90% überlappen. Dadurch werden Produktionstoleranzen Rechnung getragen.
2F zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuer-Schaltmoduls 1. Die Anschlussbuchsen 3 der zweiten Anschlussreihe 3b sind in diesem Fall direkt nebeneinander angeordnet. Der untere Abstandsraum 25b erstreckt sich daher zwischen einer Anschlussbuchse 3 und dem Seitenbereich 2e.
Weiterhin ist dargestellt, dass beide Versorgungsleiter-Anschlussbuchsen 4a, 4b in diesem Fall in der zweiten Anschlussreihe 3b angeordnet sind. Die beiden Neutralleiter-Anschlussbuchsen 5a, 5b sind ebenfalls in derselben Anschlussreihe 3a angeordnet. In diesem Fall sind sie in der ersten Anschlussreihe 3a angeordnet.
2G entspricht im Wesentlichen 2F, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Anschlussbuchsen 3 der zweiten Anschlussreihe 3b an dem gegenüberliegenden Seitenbereich 2f angeordnet sind.
In 2H ist der untere Abstandsraum 25b zwischen einer Anschlussbuchse 3 der zweiten Anschlussreihe 3b und einem ersten Seitenbereich 2e gebildet. Er ist weiterhin zwischen einer anderen Anschlussbuchse 3 der zweiten Anschlussreihe 3b und einem zweiten Seitenbereich 2f gebildet. Die beiden Anschlussbuchsen 3 der zweiten Anschlussreihe 3b sind in diesem Fall in der Mitte der zweiten Anschlussreihe 3b angeordnet. In diesem Fall sind beide Versorgungsleiter-Anschlussbuchsen 4a, 4b in der ersten Anschlussreihe 3a angeordnet und die beiden Neutralleiter-Anschlussbuchsen 5a, 5b in der zweiten Anschlussreihe 3b. Dies könnte auch umgekehrt sein.
In 2I ist außerdem noch zumindest eine erste Schutzleiter-Anschlussbuchse 8a dargestellt, die in der zweiten Anschlussreihe 3b angeordnet ist. Der untere Abstandsraum 25b ist in diesem Fall zwischen zwei Anschlussbuchsen 3 der zweiten Anschlussreihe 3b gebildet. Er ist weiterhin zwischen den Anschlussbuchsen 3 der zweiten Anschlussreihe 3b und der Rückseite 2b des Gehäuses 2 gebildet. Auch der obere Abstandsraum 25a ist zwischen den Anschlussbuchsen 3 der oberen Anschlussreihe 3a und der Rückseite 2b des Gehäuses 2 gebildet.
In 4 ist eine räumliche Ansicht des erfindungsgemäßen Steuer-Schaltmoduls 1 dargestellt. Grundsätzlich ist es möglich, dass die einzelnen Anschlussbuchsen 3 farbkodiert sind, wobei sich die Farben der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a, der zumindest einen ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a, der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a und der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a voneinander unterscheiden. In 4 ist außerdem dargestellt, dass zusätzliche Prägungen in dem Gehäuse 2 vorhanden sind, die die Funktion der jeweiligen Anschlussbuchse 3 näher spezifizieren.
In den 5A und 5B sind verschiedene Ansichten eines Teils der Elektronikeinrichtung 11 dargestellt. In diesem Fall ist dargestellt, dass die erste Elektronikmoduleinheit 11a der Elektronikeinrichtung 11 zumindest ein Elektronikmodul 30a umfasst. Das zumindest eine Elektronikmodul 30a umfasst eine weitere Leiterplatte 31, die beidseitig mit elektrischen Bauteilen 32a, 32b bestückt ist. Die weitere Leiterplatte 31 ist dabei über eine Vielzahl von VIA-Balken 33 mit der Hauptplatine 20 elektrisch verbunden (verlötet) und durch diese VIA-Balken 33 von der Hauptplatine 20 beanstandet gehalten. Diese VIA-Balken 33 bestehen im einfachsten Fall aus einem elektrischen Leiter, welcher von einem Kunststoff umgeben ist, der die notwendige Stabilität verleiht. Dieser elektrische Leiter umfasst entsprechende Lötstellen 34, durch die ein elektrischer Kontakt mit der Hauptplatine 20 und der zusätzlichen Leiterplatte 31 hergestellt werden kann. Es könnte auch eine Vielzahl einzelner elektrischer Verbinder anstelle oder zusätzlich zu den VIA-Balken 33 eingesetzt werden. Ein solcher elektrischer Verbinder umfasst einen elektrischen Leiter, dessen beide Enden aus einem, den elektrischen Leiter umgebenden Kunststoffgehäuse herausstehen. Diese beiden Enden können jeweils durch entsprechende Öffnungen der Hauptplatine 20 und der weiteren Leiterplatte 31 hindurchgesteckt und mit der Hauptplatine 20 und der weiteren Leiterplatte 31 verlötet werden. Alternativ könnten diese einzelnen elektrischen Verbinder Metallkugeln oder Metallzylinder sein. Die erste Elektronikmoduleinheit 11a umfasst zumindest eine zentrale Steuereinrichtung und eine Kommunikationseinrichtung 61 (siehe 8), wobei die Kommunikationseinrichtung 61 dazu ausgebildet ist, ein Steuersignal drahtlos zu empfangen bzw. ein Steuersignal drahtlos auszusenden. In Abhängigkeit des Steuersignals kann die zentrale Steuereinrichtung dann die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a elektrisch verbinden bzw. eine elektrische Verbindung unterbrechen.
Grundsätzlich wäre es auch möglich, dass die erste Elektronikmoduleinheit 11a noch eine Schalteinrichtung und/oder eine Detektionseinrichtung umfasst. Die Schalteinrichtung ist dann dazu ausgebildet, die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a elektrisch zu verbinden bzw. eine solche elektrische Verbindung zu trennen. Die Detektionseinrichtung ist dazu ausgebildet zu detektieren, ob ein Steuersignal an der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a anliegt. In diesem Fall würde die Schalteinrichtung von der zentralen Steuereinrichtung gesteuert werden. Bei der Schalteinrichtung kann von „Solid-State-Relays“ gesprochen werden. Die Detektionsreinrichtung kann auch als „Measuring Sensoring Unit“ bezeichnet werden.
Diese Schalteinrichtung und/oder Detektionseinrichtung kann in dem zumindest einen Elektronikmodul 30a der ersten Elektronikmoduleinheit 11a untergebracht oder Bestandteil eines weiteren Elektronikmoduls sein.
Gemäß 6A ist das erste Elektronikmodul 30a zwischen zwei Anschlussbuchsen 3 der ersten Anschlussreihe 3a angeordnet. Es könnte auch zwischen den Anschlussbuchsen 3 und der Rückseite 2b des Gehäuses 2 angeordnet sein.
In 6A ist in der zweiten Anschlussreihe 3b noch die zweite Elektronikmoduleinheit 11b dargestellt, die wiederum ein Elektronikmodul 30b umfasst. Dieses zumindest eine Elektronikmodul 30b umfasst eine zusätzliche Leiterplatte 40, die wiederum beidseitig mit elektrischen Bauteilen 41a, 41b bestückt ist. Das zumindest eine Elektronikmodul 30b der zweiten Elektronikmoduleinheit 11b umfasst einen Tiefsetzsteller 42 mit einem Tiefsetzstellerkondensator 43. Der Tiefsetzstellerkondensator 43 ist mit der zusätzlichen Leiterplatte 40 verlötet. Der Tiefsetzsteller 42 ist mit der zumindest einen Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a elektrisch verbunden und dazu ausgebildet, aus einer Spannung auf der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a eine Versorgungsspannung für die Elektronikeinrichtung 11 zu generieren. Der Tiefsetzstellerkondensator benötigt einen größeren Abstandsraum, von insbesondere 18 x 12 x 6 mm (Abweichung: +/- 3 mm in jede Richtung). Aus diesem Grund weist die zweite Anschlussreihe 4b weniger Anschlussbuchsen 3 auf als die erste Anschlussreihe 3a. Der Tiefsetzstellerkondensator 43 umfasst Anschlussbeine, die durch entsprechende Bohrungen in der zusätzlichen Leiterplatte 40 geführt und mit dieser verlötet sind. Die zusätzliche Leiterplatte 40 ist rechtwinklig zur Hauptplatine 20 angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert, insbesondere verlötet. Eine solche Lötstelle 44 ist in 6A dargestellt.
6B zeigt eine Draufsicht auf die zweite Anschlussreihe 3b des Ausführungsbeispiels aus 6A. Dargestellt ist außerdem, dass noch ein zweiter Abstandsraum 25b zwischen den Anschlussbuchsen 3 der zweiten Anschlussreihe 3b und der Rückseite 2b des Gehäuses 2 gebildet ist.
Die 7A und 7B zeigen nochmals deutlicher, dass die einzelnen Anschlussbuchsen 3 der ersten und zweiten Anschlussreihe 3a, 3b mit der Hauptplatine 20 verlötet sind. Entsprechende Lötstellen 50 sind hier eingezeichnet. Der Tiefsetzstellerkondensator 43 ist in diesem Fall nicht mit der zusätzlichen Leiterplatte 40 elektrisch verbunden, sondern direkt mit der Hauptplatine 20.
Die zweite Elektronikmoduleinheit 11b könnte außerdem die Schalteinrichtung bzw. die Detektionseinrichtung umfassen.
Vorteilhaft ist, dass Schalteinrichtungen, die regelmäßig betätigt werden, von der übrigen Elektronik, insbesondere von der zentralen Steuereinrichtung soweit als möglich räumlich getrennt werden. Daher wird vorgeschlagen, die zentrale Steuereinrichtung auf einer Oberseite 20a der Hauptplatine 20 zu verlöten und den Tiefsetzsteller 42 bzw. die Schalteinrichtung auf einer Unterseite 20b der Hauptplatine 20.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuer-Schaltmoduls 1, welches sich an den vorherigen Ausführungsbeispielen orientiert. Das Steuer-Schaltmodul 1 umfasst weiterhin zumindest einen Abstandshalter 60, der am Gehäuse 2 angeordnet ist und von diesem nach außen hin absteht. Dieser Abstandshalter 60 kann nachträglich an dem Gehäuse 2 angebracht bzw. von diesem entfernt werden oder er kann integraler Bestandteil des Gehäuses 2 sein. Der zumindest eine Abstandshalter 60 ist von seiner Größe derart gewählt und in einem Gehäuse im Bereich der Kommunikationseinrichtung 61 angeordnet, dass die Kommunikationseinrichtung 61 immer um einen vorbestimmten Abstand von anderen, nicht zum Steuer-Schaltmodul 1 gehörenden Elementen, wie zum Beispiel einem Mauerwerk, beabstandet ist. Durch wird eine bessere Sende- und Empfangsleistung erreicht. Dies liegt daran, dass das Nahfeld ungestört in das Fernfeld übergehen kann. Der Abstandshalter 60 ist vorzugsweise aus einem dielektrischen Material gebildet. Es können auch mehrere Abstandshalter eingesetzt werden, die in verschiedenen (vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden) Ebenen zueinander ausgerichtet sind.
Die Anschlussbuchsen 3 können auch einen derart großen Durchmesser aufweisen, dass zwei Innenleiter 9 aufgenommen und kontaktiert werden können.
Die 9A bis 9F zeigen eine Möglichkeit, wie ein Halbleiterchip 73 (DIE) direkt in die Hauptplatine 20 bzw. die weitere Leiterplatte 31 oder in die zusätzliche Leiterplatte 40 integriert werden kann. Die einzelnen Figuren zeigen dabei verschiedene Herstellungsschritte für die Hauptplatine 20 bzw. die weitere Leiterplatte 31 oder für die zusätzliche Leiterplatte 40 mit einem integrierten Halbleiterchip 73. Nachfolgend wird nur von Leiterplatte 20, 31, 40 gesprochen.
9A beschreibt einen ersten Verfahrensschritt S₁ . Es werden zwei dielektrische Lagen 70a, 70b (engl. Layer), die zum Beispiel aus Kunststoff bestehen oder einen solchen umfassen können, mit einer Metallschicht 72 strukturiert und anschließend aufeinandergesetzt. Die Metallschicht 72 kann Masseflächen, Signalleitungen oder Anschlussflächen darstellen. Zumindest die zweite dielektrische Lage 70b umfasst dabei zumindest eine Aussparung 71, die beispielsweise durch Stanzen oder Lasern in diese zweite dielektrische Lage 70b eingebracht ist. Vorzugsweise werden die beiden Lagen 70a, 70b in diesem Zustand miteinander verpresst. Die zumindest eine Aussparung 71 ist dabei von außerhalb der herzustellenden Leiterplatte 20, 31, 40 aus zugänglich. Zwischen beiden Lagen 70a, 70b kann noch eine dielektrische Trennschicht (Trennlage) angeordnet sein, die vorzugsweise dünner ist als beide Lagen 70a, 70b. Dadurch kommen die Metallschichten 72, die an einer oder beiden Oberflächen der dielektrischen Lagen 70a, 70b angebracht sind, nicht miteinander in elektrischen Kontakt.
In einem zweiten Verfahrensschritt S₂ , der in 9B dargestellt ist, wird ein Halbleiterchip 73 in diese zumindest eine erste Aussparung 71 in der zweiten dielektrischen Lage 70b mit den Anschlussflächen nach unten eingesetzt (in einem verwandten Verfahren kann der Chip 73 auch mit den Anschlussflächen nach oben eingesetzt werden, wobei die restlichen Schritte analog erfolgen). Dieser (gehäusefreie) Halbleiterchip 73 kontaktiert dabei Anschlussflächen der Metallschicht 72 auf der ersten dielektrischen Lage 70a und/oder die erste dielektrische Lage 70a direkt.
In einem dritten Verfahrensschritt S₃ wird der Halbleiterchip 73 gemäß 9C durch eine dritte dielektrische Lage 70c bedeckt. Diese dritte dielektrische Lage 70c wird auf die zweite dielektrische Lage 70b aufgebracht, wodurch es sich bei der zweiten dielektrischen Lage 70b jetzt um eine Zwischenschicht 70b handelt. Diese dritte dielektrische Lage 70c ist ebenfalls mit einer Metallschicht 72 strukturiert. Vorzugsweise werden alle drei Lagen 70a, 70b, 70c miteinander verpresst. Der Halbleiterchip 73 ist in diesem Ausführungsbeispiel vollständig bedeckt. Nicht alle Anschlüsse des Halbleiterchips 73 sind in diesem Beispiel bereits elektrisch kontaktiert. Zwischen der dritten dielektrischen Lage 70c und der zweiten dielektrischen Lage 70b kann noch eine weitere dielektrische Trennschicht angebracht sein. Dadurch kommen die Metallschichten 72, die an einer oder beiden Oberflächen der dielektrischen Lagen 70b, 70c angebracht sind, nicht miteinander in elektrischen Kontakt.
In einem weiteren Verfahrensschritt S₄ (siehe 9D) werden Durchkontaktierungen 75, 76 in die Leiterplatte 20, 31, 40 eingebracht. Bei diesen Durchkontaktierungen 75, 76 kann es sich um metallgefüllte und/oder metallbeschichtete Bohrungen handeln. Manche dieser Durchkontaktierungen 75 (engl. VIA) durchsetzen die Leiterplatte 20, 31, 40 vollständig. Andere Durchkontaktierungen 76 durchsetzen nur bestimmte Lagen 70a, 70c dieser Leiterplatte 20, 31, 40. So werden durch diese teilweisen Durchkontaktierungen 76 die noch nicht kontaktierten Anschlüsse des Halbleiterchips 73 von außen (außerhalb der Leiterplatte 20, 31, 40) zugänglich. Die Herstellung einer solchen Durchkontaktierung beginnt mit einer mechanischen oder durch Lasertechnik angefertigten Bohrung. Diese Anmeldung spricht von Durchkontaktierungen, auch wenn diese noch nicht mit eine elektrischen leitenden Schicht versehen sind. Im Verfahrensschritt S₄ könnte auch von Bohrungen oder allgemein Öffnungen gesprochen werden, die im Verfahrensschritt S₅ mit einem elektrisch leitenden Material gefüllt bzw. galvanisiert werden, wodurch die eigentliche Durchkontaktierung entsteht.
In einem weiteren Verfahrensschritt S₅ , der in 9E dargestellt ist, werden diese Bohrungen 75, 76 zumindest teilweise mit einem elektrisch leitenden Material, insbesondere Kupfer oder Zinn gefüllt bzw. galvanisiert. Dies gelingt im Rahmen eines Galvanikprozesses. Bevorzugt werden nur die Seitenwände dieser Durchkontaktierungen 75, 76 mit dem elektrisch leitenden Material beschichtet. Die im Verfahrensschritt S₄ von außen zugänglich gemachten Anschlüsse des Halbleiterchips 73 kommen in Kontakt mit dem elektrisch leitenden Material. Im Zuge des Galvanikprozesses werden auch alle leitenden Verbindungen der Durchkontaktierungen 75, 76 mit den Chipanschlüssen vom Halbleiterchip 73 hergestellt.
In einem Verfahrensschritt S₆, der in 9F dargestellt ist, werden noch weitere Elemente (z. B. die Anschlussbuchsen 4a, 4b oder diverse Bauteile 80, 81) auf die Leiterplatte 20, 31, 40 aufgesetzt und mit dieser verlötet (Reflow-Löten), nachdem vorher Lotpaste aufgebracht wurde. Die Anschlussbuchsen 4a, 4b und die weiteren Elemente 80, 81 können vor dem Verlöten noch mit der Leiterplatte 20, 31, 40 verklebt werden.
Der Halbleiterchip 73 kommt vorzugsweise mit Spannungen in Kontakt, die einen Effektivwert aufweisen, der höher ist als 100 Volt oder höher ist als 200 Volt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Steuer-Schaltmoduls 1 umfasst die folgenden Merkmale:

- die zumindest einen ersten und zweiten Versorgungsleiter-Anschlussbuchsen 4a, 4b und die zumindest einen ersten und zweiten Neutralleiter-Anschlussbuchsen 5a, 5b sind in der ersten Anschlussreihe 3a angeordnet; und die zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a und/oder die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a sind in der zweiten Anschlussreihe 3b angeordnet; oder
- die zumindest einen ersten und zweiten Versorgungsleiter-Anschlussbuchsen 4a, 4b sind in der ersten Anschlussreihe 3a angeordnet; und die zumindest einen ersten und zweiten Neutralleiter-Anschlussbuchsen 5a, 5b sind in der zweiten Anschlussreihe 3b angeordnet; und die zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a und/oder die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a sind in der ersten und/oder zweiten Anschlussreihe 3a, 3b angeordnet; oder
- die zumindest eine erste und die zumindest eine zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a, 4b sind in verschiedenen Anschlussreihen 3a, 3b angeordnet; und/der die zumindest eine erste und die zumindest eine zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a, 5b sind in verschiedenen Anschlussreihen 3a, 3b angeordnet; und die zumindest eine erste Steuerleiter-Anschlussbuchse 6a und/oder die zumindest eine erste Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7a sind in der ersten und/oder zweiten Anschlussreihe 3a, 3b angeordnet.

Ergänzend oder alternativ umfasst ein anderes Ausführungsbeispiel des Steuer-Schaltmoduls 1 umfasst die folgenden Merkmale:

- die zumindest eine zweite Leistungsleiter-Anschlussbuchse 7b ist in der ersten oder zweiten Anschlussreihe 3a, 3b angeordnet; und/oder
- die zumindest eine erste Schutzleiter-Anschlussbuchse 8a ist in der ersten oder zweiten Anschlussreihe 3a, 3b angeordnet.

Ergänzend oder alternativ umfasst ein zusätzliches Ausführungsbeispiel des Steuer-Schaltmoduls 1 umfasst die folgenden Merkmale:

- die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a und die zumindest eine zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4b sind an dem ersten Seitenbereich 2e des Gehäuses 2 angeordnet und die zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a und die zumindest eine zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse 5b sind an dem zweiten Seitenbereich 2f des Gehäuses 2 angeordnet; oder
- die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4a und die zumindest eine zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse 4b sind an dem ersten Seitenbereich 2e in der ersten Anschlussreihe 3a des Gehäuses 2 angeordnet und die zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse 5a und die zumindest eine zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse 5b sind an dem ersten Seitenbereich 2e in der zweiten Anschlussreihe 3b des Gehäuses 2 angeordnet.

Die erste Anschlussreihe 3a umfasst vorzugsweise zumindest zwei, drei, vier, fünf, sechs oder zumindest sieben oder mehr als sieben Anschlussbuchsen 3. Die zweite Anschlussreihe 3b umfasst vorzugsweise zumindest eine, zwei, drei, vier oder zumindest fünf, oder mehr als fünf Anschlussbuchsen 3.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011102038 A1 [0003]
DE 102007041180 A1 [0005]

Claims

Steuer-Schaltmodul (1) für Unterputz- oder Aufputzdosen mit den folgenden Merkmalen: - das Steuer-Schaltmodul (1) weist ein Gehäuse (2) auf, das eine Vorderseite (2a), eine Rückseite (2b), eine Oberseite (2c), eine Unterseite (2d) und zwei Seitenbereiche (2e, 2f) umfasst; - es sind eine Vielzahl von Anschlussbuchsen (3) mit zumindest einer ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a), zumindest einer ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse (7a), zumindest einer ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse (5a) und zumindest einer ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6a) vorhanden und in dem Gehäuse angeordnet; - die Anschlussbuchsen (3) sind jeweils dazu ausgebildet, einen Innenleiter (9) eines Anschlusskabels (10) aufzunehmen und elektrisch zu kontaktieren; - es ist eine Elektronikeinrichtung (11) vorgesehen und in dem Gehäuse (2) angeordnet, wobei die Elektronikeinrichtung (11) elektrisch mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a), der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse (7a), der zumindest einen ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse (5a) und der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6a) verbunden ist; - die Elektronikeinrichtung (11) ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit zumindest eines Steuersignals die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a) mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse (7a) elektrisch zu verbinden oder eine elektrische Verbindung zu trennen; - die Vielzahl der Anschlussbuchsen (3) sind an der Vorderseite (2a) des Gehäuses (2) in zumindest einer ersten und einer zweiten Anschlussreihe (3a, 3b) angeordnet und von der Vorderseite (2a) aus zugänglich; - die zumindest eine erste Anschlussreihe (3a) und/oder die zumindest eine zweite Anschlussreihe (3b) umfasst zumindest zwei Anschlussbuchsen (3); - die zumindest eine erste und einer zweite Anschlussreihe (3a, 3b) erstrecken sich zwischen beiden Seitenbereichen (2e, 2f) des Gehäuses (2); - die erste Anschlussreihe (3a) ist näher an der Oberseite (2c) des Gehäuses (2) angeordnet als die zumindest eine zweite Anschlussreihe (3b).
Steuer-Schaltmodul (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Vielzahl der Anschlussbuchsen (3) ist ausschließlich an der Vorderseite (2a) des Gehäuses (2) angeordnet.
Steuer-Schaltmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Anzahl der Anschlussbuchsen (3) in der ersten Anschlussreihe (3a) ist unterschiedlich zu der Anzahl der Anschlussbuchsen (3) in der zweiten Anschlussreihe (3b) .
Steuer-Schaltmodul (1) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die erste Anschlussreihe (3a) umfasst mehr Anschlussbuchsen (3) als die zweite Anschlussreihe (3b).
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - eine Anschlussbuchse (3) in der ersten Anschlussreihe (3a) ist ohne Seitenversatz oberhalb einer Anschlussbuchse (3) in der zweiten Anschlussreihe (3b) angeordnet.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - eine Anschlussbuchse (3) in der ersten Anschlussreihe (3a) ist in Draufsicht auf die Oberseite (2c) des Gehäuses (2) zu mehr als 80% oder zu mehr als 90% überlappend zu der nächstgelegenen Anschlussbuchse (3) in der zweiten Anschlussreihe (3b) angeordnet; oder - eine Anschlussbuchse (3) in der ersten bzw. zweiten Anschlussreihe (3a, 3b) ist in Draufsicht auf die Oberseite (2c) des Gehäuses (2) überlappungsfrei zu der nächstgelegenen Anschlussbuchse (3) in der zweiten bzw. ersten Anschlussreihe (3b, 3a) angeordnet.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - eine Anschlussbuchse (3) in der ersten Anschlussreihe (3a) ist in Draufsicht auf die Oberseite (2c) des Gehäuses (2) zu mehr als 10%, 20%, 30%, 40%, 50% oder 60% aber zu weniger als 80%, 75%, 70%, 65%, 55%, 45%, 35%, 25% oder 15% überlappend zu der nächstgelegenen Anschlussbuchse (3) in der zweiten Anschlussreihe (3b) angeordnet.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Anschlussbuchsen (3) in der ersten Anschlussreihe (3a) sind einzelne voneinander getrennt montierbare Elemente; oder zumindest zwei oder alle Anschlussbuchsen (3) in der ersten Anschlussreihe (3a) sind als einteiliges bzw. integrales Kunststoffspritzgussteil gebildet; und/oder - die Anschlussbuchsen (3) in der zweiten Anschlussreihe (3b) sind einzelne voneinander getrennt montierbare Elemente; oder zumindest zwei oder alle Anschlussbuchsen (3) in der zweiten Anschlussreihe (3b) sind als einteiliges bzw. integrales Kunststoffspritzgussteil gebildet.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - ein Abstand: a) zwischen der Unterseite (2d) und der Oberseite (2c) des Gehäuses (2) ist größer als 4mm, 6mm, 8mm, 10mm, 12mm, 14mm, 16mm, 18mm aber vorzugweise kleiner als 21mm, 19mm, 17mm, 15mm, 13mm, 11mm oder 9mm; und/oder b) zwischen dem ersten Seitenbereich (2e) und dem zweiten Seitenbereich (2f) des Gehäuses (2) ist größer als 20mm, 24mm, 28mm, 32mm, 36mm, 40mm, 44mm aber vorzugweise kleiner als 46mm, 42mm, 38mm, 34mm, 30mm, 26mm oder 22mm; und/oder c) zwischen der Vorderseite (2a) und der Rückseite (2b) des Gehäuses (2) ist größer als 16mm, 20mm, 24mm, 28mm, 30mm, 34mm, 38mm aber vorzugweise kleiner als 42mm, 38mm, 34mm, 30mm, 26mm, 22mm oder 18mm.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das Gehäuse (2) besteht aus zwei Gehäuseteilen (2₁, 2₂), die miteinander verschraubt und/oder verclipst und/oder verrastet sind; und/oder - das Gehäuse (2) besteht aus oder umfasst Kunststoff.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Anschlussbuchsen (3) sind farbcodiert, wobei sich die Farben der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a), der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse (7a), der zumindest einen ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse (5a) und der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6a) voneinander unterscheiden.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - es sind noch zumindest eine zweite Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4b) und zumindest eine zweite Neutralleiter-Anschlussbuchse (5b) vorhanden; - die erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a) ist mit der zweiten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4b) elektrisch leitend verbunden; - die erste Neutralleiter-Anschlussbuchse (5a) ist mit der zweiten Neutralleiter-Anschlussbuchse (5b) elektrisch leitend verbunden.
Steuer-Schaltmodul (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - es ist noch zumindest eine zweite Leistungsleiter-Anschlussbuchse vorhanden, wobei die Elektronikeinrichtung (11) elektrisch mit der zumindest einen zweiten Leistungsleiter-Anschlussbuchse verbunden ist und wobei die Elektronikeinrichtung (11) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Steuersignals die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a) mit der zumindest einen zweiten Leistungsleiter-Anschlussbuchse elektrisch zu verbinden oder eine elektrische Verbindung zu trennen; und/oder - es ist noch zumindest eine zweite Steuerleiter-Anschlussbuchse (6b) vorhanden, der ein weiteres Steuersignal zuführbar ist, wobei die Elektronikeinrichtung (11) elektrisch mit der zumindest einen zweiten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6b) verbunden ist und/oder - es ist zumindest eine erste Schutzleiter-Anschlussbuchse (8a) vorhanden.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Merkmale, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Anschlussbuchsen (3) der ersten Anschlussreihe (3a) sind in einer ersten Ebene angeordnet; - die Anschlussbuchsen (3) der zweiten Anschlussreihe (3b) sind in einer zweiten Ebene angeordnet; - die erste Ebene und die zweite Ebene sind parallel zueinander ausgerichtet.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Merkmale, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Anzahl der Anschlussbuchsen (3) in der ersten Anschlussreihe (3a) ist um ein, zwei, drei, vier, fünf oder sechs Anschlussbuchsen (3) größer als die Anzahl der Anschlussbuchsen (3) in der zweiten Anschlussreihe (3b) .
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Vielzahl der Anschlussbuchsen (3) umfassen jeweils eine Innenleiter-Kontakteinrichtung (17) zum elektrischen Kontaktieren eines Innenleiters (9) eines Anschlusskabels (10); - die jeweilige Innenleiter-Kontaktiereinrichtung (17) umfasst einen Kontaktierungsarm (18), der derart federnd vorgespannt ist, dass eine Kontaktkraft auf den Innenleiter (9) des Anschlusskabels (10) im eingesteckten Zustand aufbringbar ist; - der Kontaktierungsarm (18) verläuft entlang der Einsteckrichtung des Anschlusskabels (10) innerhalb der jeweiligen Anschlussbuchse (3); - ein Ende des Kontaktierungsarms (18) umfasst eine Schneidekante (19), die dazu ausgebildet ist, sich in den Innenleiter (9) des Anschlusskabels (10) einzuschneiden, wenn das Anschlusskabel (10) entgegen der Einsteckrichtung bewegt wird, wodurch ein Abziehschutz gebildet ist.
Steuer-Schaltmodul (1) nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das Gehäuse (2) umfasst verschiedene Öffnungen (15); - die Öffnungen (15) sind derart an einer Oberseite (2c) und/oder Unterseite (2d) und/oder Rückseite (2b) des Gehäuses (2) angebracht, dass ein Werkzeug über diese Öffnungen (15) in die jeweilige Anschlussbuchse (3) einführbar und mit der jeweiligen Innenleiter-Kontaktiereinrichtung (17) in Kontakt bringbar ist, sodass der jeweilige Kontaktierungsarm (18) innerhalb der Anschlussbuchse (3) von dem Innenleiter (9) des Anschlusskabels (10) weg drückbar ist, wodurch das Anschlusskabel (10) wieder aus der Anschlussbuchse (3) herausziehbar ist.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Elektronikeinrichtung (11) ist ein Computerchip; - die Elektronikeinrichtung (11) ist dazu ausgebildet ihre Versorgungsspannung aus der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a) zu beziehen; - die Elektronikanordnung (11) ist über Drähte elektrisch mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a), der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse (7a), der zumindest einen ersten Neutralleiter-Anschlussbuchse (5a) und der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6a) verbunden.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - es ist eine Hauptplatine (20) vorgesehen; - die Hauptplatine (20) ist zwischen der ersten Anschlussreihe (3a) und der zweiten Anschlussreihe (3b) angeordnet; - die Vielzahl der Anschlussbuchsen (3) sind SMD-Anschlussbuchsen; - die Anschlussbuchsen (3) der ersten Anschlussreihe (3a) sind mit einer Oberseite (20a) der Hauptplatine (20) verlötet; - die Anschlussbuchsen (3) der zweiten Anschlussreihe (3b) sind mit einer Unterseite (20b) der Hauptplatine (20) verlötet; - die Elektronikeinrichtung (11) umfasst verschiedene Elektronikmoduleinheiten (11a, 11b); - eine erste Elektronikmoduleinheit (11a): a) ist mit der Oberseite (20a) der Hauptplatine (20) verlötet; und/oder b) umfasst mindestens einen Halbleiterchip (73), der in eine Lage und/oder zwischen zwei Lagen der Hauptplatine (20) integriert ist; und/oder - eine zweite Elektronikmoduleinheit (11b): a) ist mit der Unterseite (20b) der Hauptplatine (20) verlötet; und/oder b) umfasst mindestens einen Halbleiterchip (73), der in eine Lage und/oder zwischen zwei Lagen der Hauptplatine (20) integriert ist.
Steuer-Schaltmodul (1) nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die erste Elektronikmoduleinheit (11a) ist in einem oberen Abstandsraum (25a) angeordnet, wobei sich der obere Abstandsraum (25a) zwischen: a) zwei Anschlussbuchsen (3) in der ersten Anschlussreihe (3a), oder zwischen dem Seitenbereich (2e, 2f) und einer Anschlussbuchse (3) der ersten Anschlussreihe (3a) erstreckt; und/oder b) den Anschlussbuchsen (3) der ersten Anschlussreihe (3a) und der Rückseite (2b) des Gehäuses (2) erstreckt; und/oder - die zweite Elektronikmoduleinheit (11b) ist in einem unteren Abstandsraum (25b) angeordnet, wobei sich der untere Abstandsraum (25b) zwischen: a) zwei Anschlussbuchsen (3) in der zweiten Anschlussreihe (3b), oder zwischen dem Seitenbereich (2e, 2f) und einer Anschlussbuchse (3) der zweiten Anschlussreihe (3b) erstreckt; und/oder b) der zumindest einen Anschlussbuchse (3) der zweiten Anschlussreihe (3b) und der Rückseite (2b) des Gehäuses (2) erstreckt.
Steuer-Schaltmodul (1) nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die erste Elektronikmoduleinheit (11a) umfasst zumindest ein Elektronikmodul (30a), wobei das zumindest eine Elektronikmodul (30a) eine weitere Leiterplatte (31) umfasst, die: a) beidseitig mit elektrischen Bauteilen (32a, 32b) bestückt ist; und/oder b) zumindest einen Halbleiterchip (73) umfasst, der in eine Lage und/oder zwischen zwei Lagen der weiteren Leiterplatte (31) integriert ist; wobei die weitere Leiterplatte (31) über eine Vielzahl von VIA-Balken (33) und/oder einer Vielzahl einzelner elektrischer Verbinder mit der Hauptplatine (20) elektrisch verbunden und von dieser beabstandet gehalten ist; - die weitere Leiterplatte (31) ist parallel zu der Hauptplatine (20) angeordnet.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 21, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die erste Elektronikmoduleinheit (11a) umfasst zumindest eine zentrale Steuereinrichtung und eine Kommunikationseinrichtung (61), wobei die Kommunikationseinrichtung (61) dazu ausgebildet ist ein Steuersignal drahtlos zu empfangen oder ein Steuersignal drahtlos auszusenden.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die zweite Elektronikmoduleinheit (11b) umfasst zumindest ein Elektronikmodul (30b), wobei das zumindest eine Elektronikmodul (30b) eine zusätzliche Leiterplatte (40) umfasst, die: a) beidseitig mit elektrischen Bauteilen (41a, 41b) bestückt ist; und/oder b) zumindest einen Halbleiterchip (73) umfasst, der in eine Lage und/oder zwischen zwei Lagen der zusätzlichen Leiterplatte (40) integriert ist; - das zumindest eine Elektronikmodul (30b) der zweiten Elektronikmoduleinheit (11b) umfasst einen Tiefsetzsteller (42) mit zumindest einem Tiefsetzstellerkondensator (43), wobei der Tiefsetzstellerkondensator (43) mit der zusätzlichen Leiterplatte (40) verlötet ist und wobei der Tiefsetzsteller (42) mit der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a) elektrisch verbunden und dazu ausgebildet ist, aus einer Spannung auf der zumindest einen Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a) eine Versorgungsspannung für die Elektronikeinrichtung (11) zu generieren; - die zusätzliche Leiterplatte (40) ist rechtwinklig zur Hauptplatine (20) angeordnet und mit dieser elektrisch kontaktiert, insbesondere verlötet.
Steuer-Schaltmodul (1) nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das zumindest eine Elektronikmodul (30b) der zweiten Elektronikmoduleinheit (11b) mit dem Tiefsetzsteller (42) ist in derjenigen Anschlussreihe (3a, 3b) angeordnet, die die wenigsten Anschlussbuchsen (3) aufweist.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 24, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die erste oder zweite Elektronikmoduleinheit (11a, 11b) umfasst außerdem zumindest eine Schalteinrichtung und/oder eine Detektionseinrichtung, wobei die Schalteinrichtung dazu ausgebildet ist, die zumindest eine erste Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a) mit der zumindest einen ersten Leistungsleiter-Anschlussbuchse (7a) elektrisch zu verbinden bzw. eine elektrische Verbindung zu trennen und wobei die Detektionseinrichtung dazu ausgebildet ist, zu detektieren, ob ein Steuersignal an der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6a) anliegt.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 25, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - zumindest eine derjenigen Anschlussbuchsen (3), die am nächsten zu einem Seitenbereich (2e, 2f) angeordnet sind stehen in Richtung des Seitenbereichs (2e, 2f) über die Hauptplatine (20) über.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Elektronikeinrichtung (11) ist dazu ausgebildet, das Steuersignal drahtlos zu empfangen; und/oder - das Steuersignal ist eine Spannung oder ein Strom und ist der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6a) zuführbar.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - der zumindest einen ersten Versorgungsleiter-Anschlussbuchse (4a) ist eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung eines öffentlichen Stromnetzes mit einem Effektivwert von 110V oder 230V zuführbar; und/oder - der zumindest einen ersten Steuerleiter-Anschlussbuchse (6a) ist eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung eines öffentlichen Stromnetzes mit einem Effektivwert von 110V oder 230V oder eine gepulst elektrisch Spannung zuführbar; und/oder - die zumindest eine erste Neutralleiter-Anschlussbuchse (5a) ist mit einer Masseleitung bzw. Neutralleiter des öffentlichen Stromnetzes verbindbar.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die Elektronikeinrichtung (11) des Steuer-Schaltmoduls (1) ist dazu ausgebildet, eine Schaltinformation von einem weiteren Steuer-Schaltmodul und/oder von einer zentralen Steuereinrichtung und/oder von einem mobilen Endgerät drahtlos zu empfangen und an ein anderes Steuer-Schaltmodul und/oder an eine zentrale Steuereinrichtung oder an ein mobiles Endgerät drahtlos weiterzuleiten.
Steuer-Schaltmodul (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Elektronikeinrichtung (11) umfasst zumindest eine Kommunikationseinrichtung (61); - die Kommunikationseinrichtung (61) ist dazu ausgebildet, über eine WLAN-Verbindung (IEEE 802.11*) oder eine Bluetooth®-Verbindung (IEEE 802.15.*) oder eine ZigBee®-Verbindung (IEEE 802.15.4) oder eine Z-Wave® Verbindung oder eine IPv6 basierende THREAD® Verbindung drahtlos zu kommunizieren; - es ist zumindest ein Abstandshalter (60) vorgesehen, der am Gehäuse (2) angeordnet ist und von Gehäuse (2) nach außen hin absteht; - der zumindest eine Abstandshalter (60) ist von seiner Größe derart gewählt und am Gehäuse (2) im Bereich der Kommunikationseinrichtung (61) angeordnet, dass die Kommunikationseinrichtung (61) immer um einen vorbestimmten Abstand von anderen nicht zum Steuer-Schaltmodul (1) gehörenden Elementen wie z.B. einem Mauerwerk beabstandet ist.
Steuer-Schaltmodul (1) nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - der Abstandshalter (60) ist lösbar am Gehäuse (2) befestigt.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte (20) für ein Steuer-Schaltmodul (1), das nach einem der vorherigen Ansprüche aufgebaut ist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: - Übereinander Anordnen (S₁) von zumindest zwei dielektrischen Lagen (70a, 70b), wobei beide dielektrischen Lagen (70a, 70b) eine strukturierte Metallschicht (72) aufweisen und wobei die zweite dielektrische Lage (70b) eine Aussparung (71) umfasst; - Einsetzen (S₂) eines Halbleiterchips (73) in die Aussparung (71) der zweiten dielektrischen Lage (70b); - Aufbringen (S₃) einer dritten dielektrischen Lage (70c) auf die zweite dielektrischen Lage (70b), wobei die dritte dielektrische Lage (70c) den Halbleiterchip (73) teilweise oder vollständig bedeckt; - Einbringen (S₄) einer Vielzahl von B(75, 76) in einige oder alle der dielektrischen Lagen (70a, 70b, 70c), wobei zumindest ein Anschluss des Halbleiterchips (73) von außerhalb der Leiterplatte durch die zumindest eine Durchkontaktierung (76) zugänglich ist; - Füllen und/oder Galvanisieren (S₅) der Durchkontaktierungen (75, 76) mit einem elektrisch leitfähigen Material, das auch in Kontakt mit dem zumindest einen Anschluss des Halbleiterchips (73) bringbar ist und den zumindest einen Anschluss des Halbleiterchips (73) elektrisch mit der strukturierten Metallschicht (72) zumindest einer dielektrischen Lage (70a, 70b, 70c) verbindet; - Aufbringen (S₆) der Anschlussbuchsen (3) mit jeweils einem Lotdepot (50) auf beiden Seiten (20a, 20b) der Leiterplatte (20) und Erhitzen der Leiterplatte (20) derart, dass die jeweiligen Lotdepots (50) schmelzflüssig werden.