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Die
Erfindung betrifft eine Einfügekontrolleinheit zur Kontrolle
des Steckzustandes eines Einsteckteiles in ein Aufnahmeteil gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie mit einer derartigen Einfügekontrolleinheit
ausgestattete Aufnahmeteile insbesondere in Gestalt einer Fluidleitungsschnellkupplung
oder eines Spreizniets.
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Eine
derartige Einfügekontrolleinheit ist aus
US 7,244,142 B2 bekannt.
Die vorbekannte Einfügekontrolleinheit zur Kontrolle des
Steckzustandes eines Einsteckteiles in ein Aufnahmeteil bei einer
Fluidleitungsschnellkupplung verfügt über eine
Spule und über einen Kontrollkondensator. Die Spule und der
Kontrollkondensator sind in Abhängigkeit des Steckzustandes
des Einsteckteiles miteinander verbunden oder voneinander getrennt.
Dadurch lässt sich bei Einstrahlen von elektromagnetischen
Wellen einer auf die Resonanzfrequenz der Spule und des Kontrollkondensators
abgestimmten Abfragefrequenz der Steckzustand dadurch bestimmen,
ob ein durch die Einfügekontrolleinheit hervorgerufenes Antwortsignal
vorliegt oder nicht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einfügekontrolleinheit
zur Kontrolle des Steckzustandes eines Einsteckteiles in ein Aufnahmeteil sowie
mit einer derartigen Einfügekontrolleinheit ausgestattete
Aufnahmeteile insbesondere in Gestalt einer Fluidleitungsschnellkupplung
oder eines Spreizniets der eingangs genannten Arten anzugeben, die einen
sehr hohen Zuverlässigkeitsgrad aufweist.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Einfügekontrolleinheit zur Kontrolle
des Steckzustandes eines Einsteckteiles in ein Aufnahmeteil der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Diese
Aufgabe wird bei mit einer derartigen Einfügekontrolleinheit
ausgestatteten Aufnahmeteilen insbesondere in Gestalt einer Fluidleitungsschnellkupplung
oder eines Spreizniets der eingangs genannten Arten erfindungsgemäß mit
Gegenständen der Ansprüche 7, 8 beziehungsweise
10 gelöst.
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Dadurch,
dass bei der erfindungsgemäßen Einfügekontrolleinheit
ein parallel zu dem Kontrollkondensator geschalteter, dauerhaft
mit der Spule verbundener Permanentkondensator vorhanden ist, ist
sichergesteilt, dass in einem ordnungsgemäßen Zustand
der Einfügekontrolleinheit unabhängig von dem
Steckzustand des Einsteckteiles in dem Aufnahmeteil bei Einstrahlen
von elektromagnetischen Wellen mit einer Einstrahlungsfrequenz ein
durch die Einfügekontrolleinheit hervorgerufenes Antwortsignal entweder
bei einer Permanentresonanzfrequenz oder bei einem zugeschalteten
Kontrollkondensator bei einer weiteren charakteristischen Kontrollresonanzfrequenz
vorliegt. Dadurch lassen sich die beiden Steckzustände
unterscheiden und unabhängig von dem Steckzustand der ordnungsgemäße
Zustand der Einfügekontrolleinheit verifizieren.
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Weitere
zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Weitere
zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung
sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der
Erfindung mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung. Es zeigen:
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1 in
einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Einfügekontrolleinheit,
die zum Einsatz bei einer Fluidleitungsschnellkupplung eingerichtet
ist,
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2 die
Einfügekontrolleinheit in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 in einer Draufsicht,
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3 in
einer ausschnittsweisen Schnittansicht das Ausführungsbeispiel
gemäß 1 und 2 vor Einstecken
eines Einsteckteiles in ein Aufnahmeteil der Fluidleitungsschnellkupplung,
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4 in
einer ausschnittsweisen Schnittansicht das Ausführungsbeispiel
gemäß 1 bis 3 mit dem
in das Aufnahmeteil eingefügten Einsteckteil,
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5 in
einer ausschnittsweisen perspektivischen Ansicht eine gegenüber
dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 4 abgewandelte
Ausführung einer Einfügekontrolleinheit, die zum
Einsatz bei Fluidleitungsschnellkupplungen eingerichtet ist,
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6 in
einer perspektivischen Ansicht eine weitere, gegenüber
dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 4 sowie
gemäß 5 abgewandelte Ausführung
einer erfindungsgemäßen Einfügekontrolleinheit,
die ebenfalls zum Einsatz bei Fluidleitungsschnellkupplungen eingerichtet
ist,
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7 in
einer perspektivischen Ansicht ein mit einem Ausführungsbeispiel
einer Einfügekontrolleinheit ausgestatteter Spreizniet
und
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8 in
einem elektrischen Schaltbild den grundsätzlichen Aufbau
und die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen
Einfügekontrolleinheit.
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1 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Einfügekontrolleinheit 1 zur
Kontrolle des Steckzustandes eines Einsteckteiles 2 in
einem Aufnahmeteil 3 einer Fluidleitungsschnellkupplung 4.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist
die Einfügekontrolleinheit 1 als zusätzliches
separates Bauteil für die Fluidleitungsschnellkupplung 4 ausgeführt
und weist eine Aufsteckhülse 5 auf, die auf eine
im Bereich einer Haltefeder 6 der Fluidleitungsschnellkupplung 4 liegenden
Stirnseite auf das Aufnahmeteil 3 aufsteckbar und mit Verbindungsmitteln
nach Art von Rastarmen 7 mit dem Aufnahmeteil 3 lösbar
verbindbar ist. Die Aufsteckhülse 5 steht über
einen flachen Anbindungssteg 8 mit einer scheibenförmigen
Trägerplatte 9 der Einfügekontrolleinheit 1 in
Verbindung, die bei diesem Ausführungsbeispiel in etwa
rechtwinklig zu der Längsrichtung der Fluidleitungsschnellkupplung 4 ausgerichtet
ist.
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Die
erfindungsgemäße Einfügekontrolleinheit 1 weist
als elektrische Bauelemente zum einen eine Spule 10 auf,
die bei diesem Ausführungsbeispiel als flache spiralförmige
Leiterbahn auf der in der Darstellung gemäß 1 dem
Betrachter zugewandten Seite der Trägerplatte 9 ausgeführt
ist. Weiterhin ist die Einfügekontrolleinheit 1 mit
einem Permanentkondensator 11 ausgestattet, dessen erste Elektrode 12 mittig
innerhalb eines innenseitigen Freibereiches der Spule 10 auf
der in der Darstellung gemäß 1 dem
Betrachter zugewandten Seite der Trägerplatte 9 und
dessen zweite Elektrode 13 der ersten Elektrode 12 gegenüberliegend
auf der in der Darstellung gemäß 1 dem
Betrachter abgewandten Seite der Trägerplatte 9 angeordnet
ist. Die Spule 10 und der Permanentkondensator 11 sind durch
Durchkontaktieren von Leiterbahnen durch die Trägerplatte 9 zum
Ausbilden eines von dem Steckzustand des Einsteckteiles 2 unabhängigen
dauerhaft vorhandenen Permanentschwingkreises dauerhaft miteinander
verbunden.
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Weiterhin
ist die erfindungsgemäße Einfügekontrolleinheit 1 mit
einem Kontrollkondensator 14 ausgebildet, dessen erste
Elektrode 15 im Bereich des der Trägerplatte 9 benachbarten
Endabschnittes des Anbindungssteges 8 auf der in der Darstellung gemäß 1 dem
Betrachter zugewandten Seite und dessen zweite Elektrode 16 der
ersten Elektrode 15 gegenüberliegend auf der in
der Darstellung gemäß 1 dem Betrachter
abgewandten Seite des Anbindungssteges angeordnet sind. Die erste
Elektrode 15 des Kontrollkondensators 14 ist über
eine Zuleitung 17 mit der Spule 10 verbunden,
die in den an das Einsteckteil 2 angrenzenden Bereich der
Aufsteckhülse 5 hineinlaufen.
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2 zeigt
das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Einfügekontrolleinheit 1 gemäß 1 in
einer Draufsicht auf die in der Darstellung gemäß 1 dem
Betrachter zugewandte Seite. 2 lässt
sich entnehmen, dass die Zuleitung 17 eine kreisförmige
Leiterringschleife 18 aufweist, die auf einem kreisförmigen
Trägerring 19 aufgebracht ist. Der Trägerring 19 ist über
zwei diametral einander gegenüberliegende Anbindungsstege 20, 21 mit
der Aufsteckhülse 5 verbunden und umschließt
eine Einsteckausnehmung 22.
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3 zeigt
in einer ausschnittsweisen Schnittansicht das Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Einfügekontrolleinheit 1 gemäß 1 und 2 zusammen
mit dem Einsteckteil 2 und dem Aufnahmeteil 3 der
Fluidleitungsschnellkupplung 4 gemäß 1 und 2.
In der Anordnung gemäß 3 ist das
Einsteckteil 2 in einem ersten Steckzustand angeordnet,
in dem eine radial auskragende Ringschulter 23 des Einsteckteiles 2 auf
der dem Aufnahmeteil 3abgewandten Seite der Aufnahmehülse 5 angeordnet
ist. In diesem Steckzustand ist der Trägerring 19 mit
der Aufsteckhülse 5 verbunden, so dass sowohl
der Permanentkondensator 11 als auch der Kontrollkondensator 14 mit
der Spule 10 verbunden sind und einen Schwingkreis mit einer
Kontrollresonanzfrequenz bilden.
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4 zeigt
die Anordnung aus einer erfindungsgemäßen Einfügekontrolleinheit 1 sowie
der Fluidleitungsschnellkupplung 4 in einer ausschnittsweisen
Schnittansicht entsprechend 3 mit dem Einsteckteil 2 in
einer in das Aufnahmeteil 3 eingesteckten Anordnung als
weiteren Steckzustand. Der weitere Steckzustand wird dadurch erreicht,
dass ausgehend von der Anordnung des Einsteckteiles 2 gemäß 3 die
Ringschulter 23 unter Abtrennen des Trägerringes 19 von
der Aufsteckhülse 5 in den Bereich der Haltefeder 6 eingetreten
und von dieser gegen ein Herausziehen aus dieser Anordnung gesichert
ist. Der Trägerring 19 ist nunmehr von der Aufsteckhülse 5 mechanisch
abgetrennt, so dass die elektrische Verbindung in der Zuleitung 17 unterbrochen
ist. Damit ist der Kontrollkondensator 14 elektrisch von
dem somit nur noch aus der Spule 10 und dem Permanentkondensator 11 gebildeten
Schwingkreis getrennt, der nunmehr eine durch die Spule 10 und
den Permanentkondensator 11 bestimmte Permanentresonanzfrequenz
aufweist, die von der Kontrollresonanzfrequenz signifikant verschieden
ist.
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5 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Einfügekontrolleinheit 1,
die entsprechend dem anhand von 1 bis 4 erläuterten
Ausführungsbeispiel zum Einsatz mit einer in 5 nicht dargestellten
Fluidleitungsschnellkupplung eingerichtet und gegenüber
dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 4 im
Bereich der Verbindung zwischen der Zuleitung 17 abgewandelt
ist. Die Zuleitung 17 weist bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 5 ein Verbindungsleiterstück 24 auf,
das auf einer sich von einer radial innen liegenden Randseite der
Trägerhülse 5 radial nach innen erstreckende Trägerzunge 25 aufgebracht
ist. An der Trägerzunge 25 sind Abtrennvorsprünge 26, 27 angeformt,
die in Einfügerichtung eines in 5 nicht
dargestellten Einsteckteiles vorstehen und durch Einwirken eines an
dem Einsteckteil ausgebildeten Ringbundes sicherstellen, dass bei
Einfügen des Einsteckteiles in ein in 5 ebenfalls
nicht dargestelltes Aufnahmeteil 3 der Fluidleitungsschnellkupplung
die Trägerzunge 25 von der Aufsteckhülse 5 abgetrennt
oder zumindest abgeknickt und entsprechend die elektrische Verbindung
in der Zuleitung 17 unterbrochen ist.
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Somit
weist entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 4 die
Einfügekontrolleinheit 1 in Abhängigkeit
des Steckzustandes des Einsteckteiles der Fluidleitungsschnellkupplung
als Resonanzfrequenz entweder die Permanentresonanzfrequenz oder
die Kontrollresonanzfrequenz auf.
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6 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Einfügekontrolleinheit 1,
die zum Einsatz mit einer in der Darstellung gemäß 6 nicht
vollständig gezeigten Fluidleitungsschnellkupplung eingerichtet
ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 ist
die Einfügekontrolleinheit 1, die grundsätzlich
entsprechend den anhand 1 bis 4 sowie anhand 5 erläuterten
Ausführungsbeispielen aufgebaut ist, fest mit einer Haltefeder 6 der
Fluidleitungsschnellkupplung verbunden, wobei bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6 die Trägerplatte 9 Platz
sparend in Längsrichtung der Fluidleitungsschnellkupplung
ausgerichtet und rechtwinklig zu der Haltefeder 6 angeordnet
ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 weist
die Zuleitung 17 ein Verbindungsleiterstück 28 auf,
das auf einem zwei Seitenschenkel 29, 30 der Haltefeder 6 verbindenden Trägersteg 31 aufgebracht
ist.
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Bei
Einfügen eines in der Darstellung gemäß 6 nicht
gezeigten Einsteckteiles der Fluidleitungsschnellkupplung in ein
die Haltefeder 6 aufnehmendes, in der Darstellung gemäß 6 ebenfalls nicht
dargestellten Aufnahmeteiles wird das Verbindungsleiterstück 28 zum
einen durch die bei Spreizen der Seitenschenkel 29, 30 ausgeübte
Zugspannung als auch durch die in axialer Richtung durch einen Ringbund
des Einsteckteiles 2 ausgeübte Kraft zerstört,
um die Einfügekontrolleinheit 1 nach Einfügen des
Einsteckteiles von einer Kontrollresonanzfrequenz in eine Permanentresonanzfrequenz
umzuschalten.
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7 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Einfügekontrolleinheit 1, die bei diesem
Ausführungsbeispiel zum Einsatz mit einem Spreizniet 32 eingerichtet
ist. Der Spreizniet 32 verfügt über ein
Aufnahmeteil 33, das mit einer Anzahl von sich in einer
Längsrichtung erstreckenden Spreizarmen 34 und
mit einer rechtwinklig zu den Spreizarmen 34 ausgerichteten
Kopfplatte 35 ausgebildet ist.
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Auf
der den Spreizarmen 34 abgewandten Oberseite der Kopfplatte 35 ist
eine als flache Leiterbahn ausgeführte Spule 10 der
Einfügekontrolleinheit 1 ausgebildet, die im Randbereich
der Kopfplatte 35 liegt. Im radial innen liegenden Bereich
der Kopfplatte 35 ist ein dauerhaft mit der Spule 10 verbundener Permanentkondensator 11 vorhanden,
der eine auf der Oberseite der Kopfplatte 35 liegende erste
Elektrode 12 und eine zweite Elektrode 13 aufweist,
die der ersten Elektrode 15 auf der den Spreizarmen 34 zugewandten
Unterseite der Kopfplatte 35 gegenüber liegt.
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Weiterhin
ist die Einfügekontrolleinheit 1 mit einem Kontrollkondensator 14 ausgestattet,
der mit einer auf der den Spreizarmen 34 abgewandten Oberseite
der Kopfplatte 35 angeordneten ersten Elektrode 15 und
mit einer der ersten Elektrode 15 gegenüberliegend
auf der den Spreizarmen 34 zugewandten Unterseite der Kopfplatte 35 liegenden zweiten
Elektrode 16 ausgestattet ist. Zwischen dem Permanentkondensator 11 und
dem Kontrollkondensator 14 verfügt der Spreizniet 32 über
ein im Wesentlichen zylinderartiges Einsteckteil 36, an
dessen Außenwand als ein keilförmiger, mit seiner
Spitze in Richtung einer Zuleitung 37 der ersten Elektrode 15 des
Kontrollkondensators 14 weisender Trenndorn 38 als
Trennmittel ausgebildet ist.
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Wie
aus der Darstellung gemäß 7 ohne weiteres
ersichtlich ist, durchtrennt der Trenndorn 38 bei Einfügen
des Einsteckteiles 36 in das Aufnahmeteil 33 die
Zuleitung 37 und koppelt daher den Kontrollkondensator 14,
der zuvor mit der Spule 10 und dem Permanentkondensator 11 einen
Schwingkreis mit einer Kontrollresonanzfrequenz gebildet hat, von der
Spule 10 und dem Permanentkondensator 11 ab, die
dann einen von dem Steckzustand des Einsteckteils 36 unabhängigen
Schwingkreis mit einer von der Kontrollresonanzfrequenz verschiedenen
Permanentresonanzfrequenz bilden. Dadurch lässt sich feststellen,
ob das Einsteckteil 36 ordnungsgemäß in das
Aufnahmeteil 33 des Spreizniets 32 eingesteckt ist
oder nicht.
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8 zeigt
in einem elektrischen Schaltbild den grundsätzlichen Aufbau
einer erfindungsgemäßen Einfügekontrolleinheit 1,
insbesondere gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 1 bis 7, die eine Spule 10,
einen unabhängig von dem Steckzustand eines Einsteckteiles 2 dauerhaft
mit der Spule verbundenen Permanentkondensator 11 und einen
in Abhängigkeit des Steckzustandes des Einsteckteiles mit
der Spule 10 verbundenen oder nicht verbundenen Kontrollkondensators 14 aufweist,
der bei vorhandener Verbindung parallel zu dem Permanentkondensator 11 geschaltet
ist.
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Bei
Einwirken von in der Darstellung gemäß 8 schematisch
dargestellten Trennmitteln 39 auf wenigstens eine Verbindungsleitung
des Kontrollkondensators 14 beim Übergang von
einem Steckzustand eines Einsteckteiles in einen weiteren Steckzustand
des Einsteckteiles unter Abtrennen des Kontrollkondensators 14 ändert
sich die Resonanzfrequenz der Einfügekontrolleinheit 1 von
einer Kontrollresonanzfrequenz bei angekoppeltem Kontrollkondensator 14 in
eine Permanentresonanzfrequenz bei abgetrenntem Kontrollkondensator 14,
was sich bei Einstrahlen eines elektromagnetischen Wechselfeldes 40 detektieren
lässt. Dass sich unabhängig vom Steckzustand des
Einsteckteils bei ordnungsgemäßer Funktionsweise
der Einfügekontrolleinheit 1 auf jeden Fall entweder
bei der Kontrollresonanzfrequenz oder bei der Permanentresonanzfrequenz
ein Signal detektieren lässt, verifiziert den ordnungsgemäßen
Zustand der Gesamtanordnung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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