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Die Erfindung betrifft ein tragbares Sensorsystem mit einem Kleidungsstück und einem Elektronikmodul, ein Kleidungsstück für ein tragbares Sensorsystem sowie ein Elektronikmodul für ein tragbares Sensorsystem.
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Tragbare Sensorsysteme weisen üblicherweise ein Elektronikmodul auf, in dem eine Leiterplatte mit einer Steuerung für das Sensorsystem vorgesehen ist und das ebenfalls einen Sensor, wie einen optischen Barcodescanner, enthalten kann. Dieses Elektronikmodul muss an einem Bekleidungsstück befestigt werden, damit es jederzeit vom Benutzer mitgeführt wird. Gleichzeitig ist das Elektronikmodul die kostspieligste Komponente des Sensorsystems.
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Das Kleidungsstück selbst kann einen Handschuh umfassen und es ist zudem bekannt, ein Funktionselement am Handschuh vorzusehen. Das Funktionselement kann beispielsweise ein Schalter sein, der als Eingabegerät des Elektronikmoduls dient. Hierzu muss das Funktionselement elektrisch oder informationstechnisch mit dem Elektronikmodul, genauer gesagt der Leiterplatte innerhalb des Elektronikmoduls, verbunden werden. Außerdem müssen das Elektronikmodul und die Halterung eine möglichst geringe Bauhöhe aufweisen, damit die Hand des Benutzers mit dem auf dem Handschuh befestigten Elektronikmodul nicht an Gegenständen hängen bleibt.
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Wenn der Handschuh ein Verbrauchsartikel ist, wie beispielsweise der Arbeitshandschuh eines Montagearbeiters, wird dieser wöchentlich oder sogar täglich ausgewechselt. Damit kommt eine feste Verbindung mit dem teuren Elektronikmodul nicht infrage, da dann auch das vergleichsweise teure Elektronikmodul häufig ausgewechselt werden müsste. Aus diesem Grund wird am Handschuh eine Halterung vorgesehen, sodass das Elektronikmodul wiederholbar und werkzeugfrei in der Halterung und somit am Handschuh befestigt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, den Handschuh kostengünstig als Verbrauchsartikel herzustellen, wohingegen das Elektronikmodul nur einmalig angeschafft werden muss.
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Jedoch verschleißt hierbei auch das tragbare Sensorsystem, da sich durch den häufigen Wechsel des Elektronikmoduls die Kontaktelemente des Elektronikmoduls, die die Leiterplatte des Elektronikmoduls mit dem Funktionselement des Kleidungsstückes verbinden, und die Gegenkontakte der Aufnahme abnutzen.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein tragbares Sensorsystem, ein Kleidungsstück sowie ein Elektronikmodul für ein tragbares Sensorsystem bereitzustellen, bei dem der Verschleiß verringert wird.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein tragbares Sensorsystem mit einem Kleidungsstück und einem Elektronikmodul, wobei das Elektronikmodul ein Gehäuse, das eine Vorderseite, eine Rückseite, eine Unterseite und eine Oberseite des Elektronikmoduls definiert, eine im Gehäuse vorgesehene Leiterplatte und wenigstens ein mit der Leiterplatte elektrisch verbundenes Kontaktelement aufweist, das zumindest teilweise an der Unterseite angeordnet ist, wobei das Kleidungsstück einen Handschuh, ein elektrisches Funktionselement und eine am Handschuh befestigte Halterung zum wiederholbaren, werkzeugfreien Befestigen des Elektronikmoduls am Handschuh aufweist,
wobei die Halterung einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Elektronikmoduls mit einer Einschuböffnung und in Einschubrichtung einem Ende, einen Boden, der den Aufnahmeraum zum Handschuh hin begrenzt, wenigstens einen mit dem Funktionselement elektrisch verbundenen Gegenkontakt und eine Führung aufweist, wobei der wenigstens eine Gegenkontakt am Boden vorgesehen ist,
wobei das Elektronikmodul in die Halterung des Kleidungsstückes derart einführbar ist, dass das Elektronikmodul zwei Positionen einnehmen kann, wobei in der ersten Position das wenigstens eine Kontaktelement von Halterung beabstandet ist und in der zweiten Position der wenigstens eine Gegenkontakt der Halterung und das wenigstens eine Kontaktelement des Elektronikmoduls in Kontakt stehen, sodass die Leiterplatte und das elektrische Funktionselement mittels des wenigstens einen Kontaktelementes und des wenigstens einen Gegenkontaktes informationstechnisch, insbesondere elektrisch verbunden sind, und wobei die Führung so ausgebildet ist, dass beim Befestigen des Elektronikmoduls an der Halterung das Elektronikmodul eine vorgegebene Bewegungsbahn durchläuft, bei der das wenigstens eine Kontaktelement zu dem wenigstens einen Gegenkontakt beim Übergang von der ersten Position in die zweite Position eine Linearbewegung oder eine Schwenkbewegung in Richtung zum Boden ausführt. Dabei kann die Linearbewegung insbesondere im Wesentlichen senkrecht zum Boden erfolgen. Auch ist vorteilhafterweise der wenigstens eine Gegenkontakt in der ersten Position von der Unterseite des Elektronikmoduls beabstandet. Unter einem Handschuh werden dabei neben einem Vollhandschuh mit Fingern auch andere Handbekleidungsstücke wie ein Überzieher oder ein Fingerling verstanden. Auch kann der Handschuh mehrteilig ausgeführt sein. Beispielsweise ist der Handschuh ein elastischer und eng anliegender Arbeitshandschuh, der zudem der Arbeitssicherheit genügen muss. Zur weiteren Verlängerung der Lebensdauer des Handschuhs kann der Handschuh im Bereich des Funktionselementes an seiner Außenseite mit einer Verstärkungslage versehen sein.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zur Vermeidung von Verschleiß am Kontaktelement des Elektronikmoduls und am Gegenkontakt der Aufnahme Scherkräfte auf das Kontaktelement bzw. auf den Gegenkontakt verhindert werden müssen, die besonders beim Einschieben des Elektronikmoduls in die Halterung auftreten.
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Durch die Führung wird nun eine Bewegungsbahn vorgegeben, in der das empfindliche Kontaktelement bzw. der empfindliche Gegenkontakt des Elektronikmoduls zunächst keine Reibung erfährt und erst beim Übergang in die zweite Position, d. h. beim endgültigen Befestigen des Elektronikmoduls an der Halterung mit der Halterung, genauer gesagt mit dem Gegenkontakt in Berührung kommt. Auf diese Weise werden die auf das Kontaktelement wirkenden Scherkräfte minimiert. Dabei liegt das Elektronikmodul in der zweiten, befestigten Position am Boden der Aufnahme an. Der Gegenkontakt und das Kontaktelement können als mechanische, elektrische Kontakte, als eine induktive und/oder kapazitive Kontaktvorrichtung oder als Antennen ausgebildet sein.
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Dabei können die Bauteile der induktiven und/oder kapazitiven Kontaktvorrichtung bzw. die Antenne eine Abdeckung zum weiteren Verschleißschutz aufweisen.
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In diesem Zusammenhang werden unter „in Kontakt stehen” neben mechanischen Berührungen auch andere Arten, insbesondere berührungslose Arten des Kontaktierens verstanden, die einen Informationsübertragung ermöglichen, wie ein Kontakt mittels elektromagnetischer Wellen oder durch Messung von Änderungen physikalischer Eigenschaften des Kontaktelementes und/oder des Gegenkontaktes.
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Vorzugsweise weist die Führung wenigstens einen Abweiser auf, der sich vom Boden aus in den Aufnahmeraum erstreckt. Dabei kann sich der wenigstens eine Abweiser über einen Großteil der Breite des Aufnahmeraums erstrecken und insbesondere als Kante ausgebildet sein, die sich quer zur Einschubrichtung erstreckt. Durch den Abweiser wird auf einfache und kostengünstige Weise verhindert, dass die Kontaktelemente des Elektronikmoduls vorzeitig mit der Halterung in Berührung kommen.
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Beispielsweise verläuft die Einschubrichtung im Wesentlichen parallel zum Boden, wodurch eine besonders flache Bauweise der Halterung ermöglicht wird.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Elektronikmodul in der Halterung in der zweiten Position eingerastet, wodurch eine besonders sichere und leicht lösbare Verbindung mit der Halterung realisiert wird.
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Ferner wird die Aufgabe durch ein Kleidungsstück für ein tragbares Sensorsystem gelöst mit einem Handschuh, einem elektrischen Funktionselement und einer am Handschuh befestigten Halterung zur Aufnahme des Elektronikmoduls, wobei die Halterung einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Elektronikmoduls mit einer Einschuböffnung und in Einschubrichtung einem Ende, eine Führung, einen Boden sowie wenigstens einen mit dem Funktionselement elektrisch verbundenen Gegenkontakt aufweist, wobei der Boden den Aufnahmeraum zum Handschuh hin begrenzt und der wenigstens eine Gegenkontakt am Boden vorgesehen ist, wobei die Führung einen Abweiser aufweist, der sich vom Boden aus in den Aufnahmeraum erstreckt. Durch den Abweiser wird wie beschrieben das Kontaktelement des Elektronikmoduls aber auch der Gegenkontakt der Halterung beim Einführen vor Verschleiß geschützt.
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Vorzugsweise ist der wenigstens eine Gegenkontakt vollständig unterhalb einer gedachten Ebene angeordnet, die durch den Boden am Ende des Aufnahmeraumes an der vom Handschuh aus gesehenen höchsten Stelle des Abweisers definiert ist, wodurch sichergestellt ist, dass die Unterseite des Elektronikmoduls nicht vorzeitig mit dem Gegenkontakt der Halterung bzw. das Kontaktelement nicht vorzeitig mit der Halterung in Berührung kommen kann. Dabei wird die Ebene neben der höchsten Stelle des Abweisers durch eine Gerade definiert, die sich am Boden am Ende des Aufnahmeraumes quer zur Einschubrichtung erstreckt.
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Beispielsweise ist der wenigstens eine Abweiser in Einschubrichtung zwischen dem wenigstens einen Gegenkontakt und dem Ende des Aufnahmeraums angeordnet, sodass eine Beschädigung des Kontaktelementes des Elektronikmoduls durch den Abweiser beim Einführen des Elektronikmoduls in die Halterung verhindert wird.
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In einer Ausführungsvariante der Erfindung weist die Führung wenigstens einen Bügel auf, der den Aufnahmeraum auf der Oberseite begrenzt, d. h. auf der dem Handschuh abgewandten Seite des Aufnahmeraumes. Durch den Bügel kann das Elektronikmodul sicher in der Halterung gehalten werden.
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Vorzugsweise ist der wenigstens eine Bügel in Einschubrichtung vollständig zwischen dem wenigstens einen Abweiser und dem Ende des Aufnahmeraums angeordnet, wodurch ein einfaches Einführen des Elektronikmoduls gewährleistet wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Gegenkontakt als mechanischer, elektrischer Kontakt ausgeführt, der am Boden gelagert und/oder gegenüber dem Boden gefedert gelagert ist, wodurch eine zuverlässige Kontaktierung zwischen dem Gegenkontakt und dem Kontaktelement auch bei Erschütterungen gewährleistet ist.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Halterung im Bereich der Einschuböffnung einen Hebel zum Lösen des Elektronikmoduls aus der Halterung auf. Dabei kann der Hebel Teil der Führung sein. Auch kann sich der Hebel entgegen der Einschubrichtung vom Boden aus erstrecken. Durch den Hebel wird die Bedienung des tragbaren Sensorsystems dadurch vereinfacht, dass die zum Lösen der Befestigung bzw. Verrastung des Elektronikmoduls in der Halterung notwendige Kraft verringert werden kann. Gleichzeitig kann dadurch die Kraft, mit der das Elektronikmodul in der Halterung gehalten wird, vergrößert werden. Hierdurch wird eine sichere Befestigung ermöglicht, wobei das Elektronikmodul gleichzeitig mit einer Hand von der Halterung lösbar ist.
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Ferner wird die Erfindung durch ein Elektronikmodul für ein tragbares Sensorsystem gelöst mit einem Gehäuse, das eine Vorderseite, eine Rückseite, eine Unterseite und eine Oberseite des Elektronikmoduls definiert, einer im Gehäuse vorgesehenen Leiterplatte und wenigstens einem mit der Leiterplatte elektrisch verbundenen Kontaktelement zur Verbindung mit wenigstens einem Gegenkontakt der Halterung, das zumindest teilweise an der Unterseite angeordnet ist, wobei das Gehäuse eine Ausnehmung oder einen Vorsprung aufweist, der mit der Führung der Halterung derart zusammenwirkt, dass beim Befestigen des Elektronikmoduls an der Halterung das Elektronikmodul eine vorgegebene Bewegungsbahn durchläuft, bei der das wenigstens eine Kontaktelement zu dem wenigstens einen Gegenkontakt beim Übergang von der ersten Position in die zweite Position eine Linearbewegung oder eine Schwenkbewegung in Richtung zum Boden ausführt. Die Unterseite des Elektronikmoduls ist dabei die dem Handschuh zugewandte Seite, wenn das Elektronikmodul am Handschuh befestigt ist. Die Rückseite des Elektronikmoduls ist dabei die Seite, die bei vorgesehener Benutzung zuerst in die Halterung eingeschoben wird. Zudem kann die Kante zwischen Vorder- und Unterseite abgeschrägt sein, um das Einführen zu erleichtern. Auch kann das Elektronikmodul einen Barcodescanner umfassen.
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Vorzugsweise ist die Ausnehmung oder der Vorsprung zwischen dem Kontaktelement und der Rückseite angeordnet, sodass das Kontaktelement beim Einführen den Abweiser des Kleidungsstückes nicht passieren muss.
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Beispielsweise ist die Ausnehmung derart ausgebildet, dass sie den Abweiser des Kleidungsstückes aufnehmen kann, sodass die Unterseite des Elektronikmoduls vollständig am Boden der Halterung aufliegen kann, wodurch eine spielfreie Befestigung an der Halterung ermöglicht wird.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausnehmung eine Nut, die sich quer zur Einschubrichtung erstreckt. Dabei ist „quer zur Einschubrichtung” vorzugsweise parallel zur Rückseite. Auf diese Weise können Fertigungstoleranzen des Abweisers der Halterung ausgeglichen werden.
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Beispielsweise ist das Kontaktelement von der Unterseite zur Oberseite hin versetzt, wodurch der Verschleiß an den Kontaktelementen weiter verringert wird. Dabei kann der gesamte Verbindungsbereich des Gehäuses um die Kontaktelemente herum versetzt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Kontaktelement fest mit dem Gehäuse und beweglich mit der Leiterplatte verbunden. Dabei kann das wenigstens eine Kontaktelement ein Federkontakt sein, der die Leiterplatte federnd kontaktiert oder das Kontaktelement ist mit einem Kabel mit der Leiterplatte verbunden. Auf diese Weise können sowohl Fertigungstoleranzen der Leiterplatte bzw. des Gehäuses ausgeglichen werden als auch ein Verschleiß der elektrischen Verbindung zwischen Leiterplatte und des wenigstens einen Kontaktelementes z. B. bei Erschütterungen verhindert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse wenigstens eine Einkerbung auf, die sich von der Rückseite zumindest teilweise auf der Oberseite erstreckt. Diese Einkerbung kann sich beispielsweise entgegen der Einschubrichtung maximal bis zur Ausnehmung erstrecken. Die wenigstens eine Einkerbung wirkt dabei mit dem Bügel der Halterung zusammen und dient der sicheren Befestigung des Elektronikmoduls an der Halterung.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen tragbaren Sensorsystems mit einem erfindungsgemäßen Kleidungsstück und einem erfindungsgemäßen Elektronikmodul,
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2a bis c eine Halterung eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstückes schematisch in Draufsicht, Seitenansicht bzw. Schnittansicht,
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3a bis c ein erfindungsgemäßes Elektronikmodul schematisch in einer Unteransicht, einer Seitenansicht bzw. einem Längsschnitt,
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4a schematisch das tragbare Sensorsystem gemäß 1 mit dem Elektronikmodul der 2 und der Halterung der 3 beim Einführen in einer ersten Position des Elektronikmoduls,
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4b schematisch das Elektronikmodul und die Halterung nach Figur 4a im weiteren Verlauf des Einführvorgangs, das Elektronikmodul ist immer noch in seiner ersten Position,
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4c schematisch das Elektronikmodul in zweiter Position, in der es in der Halterung befestigt ist,
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5a eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektronikmoduls schematisch im Schnitt, und
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5b das Elektronikmodul der 5a schematisch in einer Draufsicht, wobei die Oberseite des Gehäuses nicht dargestellt ist.
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In 1 ist das tragbare Sensorsystem 10 mit einem Kleidungsstück 12 und einem Elektronikmodul 14 dargestellt.
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Das Kleidungsstück 12 weist einen Handschuh 16, ein elektrisches Funktionselement 18, beispielsweise einen Druckknopf, eine Halterung 20 und ein Kabel 22 auf.
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Die Halterung 20 ist im Detail in den 2a bis c dargestellt und weist einen Boden 24 und zwei Gegenkontakte 26 auf, die am Boden 24 angeordnet sind. Die Gegenkontakte 26 können gegenüber dem Boden 24 gefedert gelagert sein, beispielsweise sind sie als Federkontakte ausgeführt.
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Der Boden 24 ist am Handschuh 16 befestigt, beispielsweise mittels Heißklebers, sodass die gesamte Halterung 20 am Handschuh 16 befestigt ist. Beispielsweise weist der Boden 24 Öffnungen 25 auf, die zum Luftaustausch der Hand des Benutzers innerhalb des Handschuhs 16 dienen.
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Wie in 1 dargestellt, verbindet das Kabel 22, das ebenfalls mittels Heißklebers am Handschuh 16 befestigt sein kann, das elektrische Funktionselement 18 mit den Gegenkontakten 26 der Halterung 20.
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Das Kabel 22 kann ein gewöhnliches Kabel sein. Denkbar ist aber auch ein Kabel 22, das als flexible Leiterplatte oder als eine mit Leitbahnen bedruckte Folie ausgebildet ist.
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Weiterhin weist die Halterung 20 einen Aufnahmeraum 28 für das Elektronikmodul 14 auf, in den das Elektronikmodul 14 in eine Einschubrichtung R eingeführt werden kann. Die Einschubrichtung R verläuft in der gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen parallel zum Boden. In 2a verläuft die Einschubrichtung nach unten, in den 2b und c von links nach rechts.
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Der Aufnahmeraum 28 weist eine Einschuböffnung 29 und ein Ende 30 in Bewegungsrichtung R auf, bis zu dem das Elektronikmodul 14 eingeführt werden kann.
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Der Boden 24 begrenzt den Aufnahmeraum 28 auf seiner Unterseite, d. h. auf der dem Handschuh 16 zugewandten Seite.
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Weiterhin weist die Halterung 20 eine Führung 32 auf, die eine Bewegungsbahn für das Elektronikmodul 14 beim Einführen in die Halterung 20 vorgibt.
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Die Führung 32 hat zwei Führungswände 34 die entlang der Einschubrichtung R seitlich vom Boden 24 angeordnet sind und sich zumindest teilweise vom Boden 24 aus erstrecken.
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An den Führungswänden 34 ist jeweils ein Bügel 36 ausgebildet, der sich von der Führungswand 34 in Richtung der gegenüberliegenden Führungswand 34 erstreckt. Die Bügel 36 begrenzen den Aufnahmeraum 28 auf der Oberseite, d. h. der dem Handschuh 16 abgewandten Seite.
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Die Bügel 36 erstrecken sich vom Ende 30 des Aufnahmeraums 28 entgegen der Bewegungsrichtung R.
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Zudem weist die Führung 32 einen Abweiser 38 auf, der sich vom Boden 24 in den Aufnahmeraum 28 erstreckt.
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Der Abweiser 38 ist in der gezeigten Ausführungsform als Kante ausgebildet, die sich quer zur Einschubrichtung R erstreckt und dabei fast die gesamte Breite der Halterung 20 überdeckt.
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Denkbar sind selbstverständlich auch andere Ausgestaltungen des Abweisers, z. B. als einzelne Stifte oder Rillen.
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Der Abweiser 38 ist in Einschubrichtung R zwischen den Gegenkontakten 26 und dem Ende 30 des Aufnahmeraums 28 angeordnet.
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Die Höhe des Abweisers 38 über dem Boden 24 ist dabei so gewählt, dass die Gegenkontakte 26 vollständig unterhalb einer gedachten Ebene E liegen, die durch den höchsten Punkt des Abweisers 38 vom Boden 24 aus und der Geraden G am Boden 24 am Ende 30 des Aufnahmeraumes 28 definiert ist. Die Gegenkontakte 26 liegen somit vollständig zwischen der gedachten Ebene E und dem Handschuh 16.
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Am Ende 30 des Aufnahmeraumes 28 sind zudem Abschlusswände 39 vorgesehen, die sich von den Führungswänden 34 quer zur Einschubrichtung R erstrecken.
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Zudem ist an der Halterung 20 ein Hebel 40 an der in Einschubrichtung R gesehenen Vorderseite vorgesehen, der sich vom Boden 24 aus entgegen der Einschubrichtung R erstreckt. Der Hebel 40 kann Teil der Führung 32 sein.
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Das Elektronikmodul 14 ist in den 3a bis d dargestellt. Das Elektronikmodul 14 weist ein Gehäuse 42 auf, das eine Vorderseite 44, eine Rückseite 46 eine Unterseite 48 und eine Oberseite 50 des Elektronikmoduls 14 definiert.
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Eine Ansicht der Unterseite 48 ist in 3 dargestellt. Die Unterseite 48 ist im Wesentlichen plan, sie weist jedoch in der gezeigten Ausführungsform einen Verbindungsbereich 52 auf, der gegenüber der übrigen Unterseite 48 zur Oberseite 50 hin versetzt ist. Dies ist in 3c gut zu erkennen.
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Die Kante zwischen Vorderseite 44 und Unterseite 48 des Gehäuses 42 ist in der gezeigten Ausführungsform abgeschrägt ausgeführt.
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Im Verbindungsbereich 52 sind im Gehäuse 42 zwei Kontaktelemente 54 vorgesehen, die somit an der Unterseite 48 angeordnet sind. Sie schließen bündig mit dem Gehäuse 42 ab, sodass sie keine Angriffsflächen für Beschädigungen bieten. Zudem erstreckt sich im Verbindungsbereich 52 zwischen den Kontaktelementen 54 und der Rückseite 46 eine als Nut ausgebildete Ausnehmung 56.
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Die Ausnehmung 56 hat eine zum Abweiser 38 komplementäre Form, sodass der Abweiser 38 nahezu vollständig in die Ausnehmung 56 eingreifen kann. Zudem kann sich Ausnehmung 56 quer zur Einschubrichtung R und nahezu über die gesamte Breite des Gehäuses 42 erstrecken.
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Die Ausnehmung 56 und die Kontaktelemente 54 sind so angeordnet und ausgebildet, dass sie mit dem Abweiser 38 bzw. den Gegenkontakten 26 der Halterung 20 korrespondieren, wenn das Elektronikmodul 14 in der Halterung 20 befestigt ist.
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In der gezeigten Ausführungsform ist „quer zur Einschubrichtung” parallel zur Rückseite 46.
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Das Gehäuse 42 weist außerdem Einkerbungen 58 auf, die sich von der Rückseite 46 an der Oberseite 50 entgegen der Einschubrichtung R erstrecken. Die Einkerbungen 58 sind an der Seite der Oberseite 50 angeordnet und weisen einen Abstand zur Unterseite 48 auf, der dem Abstand der Bügel 36 der Halterung 20 zum Boden 24 der Halterung 20 entspricht.
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In der gezeigten Ausführungsform erstrecken sich die Einkerbungen 58 nicht vollständig bis zur Ausnehmung 56.
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Innerhalb des Gehäuses 42 ist eine Leiterplatte 60 vorgesehen, die mittels einer elastischen Aufhängung 62 vom Gehäuse 42 entkoppelt befestigt ist. Beispielsweise wird die Leiterplatte 60 durch die elastische Aufhängung 62 im Gehäuse 42 eingespannt. Darüberhinaus können weitere Bauteile im Gehäuse 42 vorgesehen sein, auf deren Darstellung in 3c der Übersicht halber verzichtet wurde. Auf die weiteren Bauteile wird später noch eingegangen.
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Die Kontaktelemente 54 sind in der gezeigten Ausführungsform als Federkontakte ausgebildet und fest mit dem Gehäuse 42 verbunden und federn gegenüber der Leiterplatte 60. Auf diese Weise sind die Kontaktelemente 54 beweglich mit der Leiterplatte 60 verbunden. Denkbar ist selbstverständlich auch, dass die Kontaktelemente 54 mittels eines flexiblen Kabels mit der Leiterplatte 60 verbunden sind.
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Denkbar ist auch, dass das Kontaktelement 54 und der Gegenkontakt 26 Antennen und eine Schutzschicht aufweisen, die die Antennen nach Außen schützt.
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Ebenfalls ist es denkbar, dass das Kontaktelement 54 und der Gegenkontakt 26 als induktive und/oder kapazitive Kontaktvorrichtung ausgebildet sind.
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Hierzu kann der Gegenkontaktes 26 als Bauteil der induktiven und/oder kapazitiven Kontaktvorrichtung eine elektrisch leitende Fläche aufweisen, deren Induktivität und/oder Kapazität sich bei Betätigung des elektrischen Funktionselementes 18 ändert. Das Kontaktelementes 54 kann dann als Bauteil der induktiven und/oder kapazitiven Kontaktvorrichtung Teile einer Detektionseinreichung aufweisen, die die Änderung der Induktivität und/oder der Kapazität der leitenden Fläche des Gegenkontaktes 26 erfassen kann.
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Die elektrisch leitende Fläche und/oder der Teil der Detektionseinrichtung können mit einer Abdeckung versehen sein, die sie gegenüber der Halterung 20 bzw. dem Elektronikmodul 14 schützt.
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In den 4a bis 4c sind verschiedene Schritte während des Einführungsvorganges des Elektronikmoduls 14 in die Halterung 20 am Handschuh 16 gezeigt. Zum besseren Verständnis wurde die Führungswand 34 nur teilweise gezeichnet.
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In 4a ist eine erste Stellung während des Einführungsvorgangs dargestellt. In dieser ersten Stellung wurde das Elektronikmodul 14 mit seiner Rückseite 46 zuerst durch die Einschuböffnung 29 teilweise in den Aufnahmeraum 28 eingeführt.
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Hierzu wurde zunächst die Rückseite 46 des Elektronikmoduls 14 zwischen den beiden Führungswände 34 platziert und dann das Elektronikmodul 14 derart angestellt, dass die Unterseiten der Einkerbungen 58 unter die Bügel 36 der Halterung 20 greifen.
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Die Unterseite 48 des Elektronikmoduls 14 liegt dabei am Abweiser 38 auf, sodass die Kontaktelemente 54 nicht mit einem Teil der Halterung 20 oder die Gegenkontakte 26 nicht mit der Unterseite 48 des Elektronikmoduls 14 in Berührung kommen. Insbesondere sind die Kontaktelemente 54 von den Gegenkontakten 26 deutlich beabstandet.
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Diese Position ist die erste Position des Elektronikmoduls 14.
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Das Elektronikmodul 14 wird nun in Einschubrichtung R bewegt, d. h. in Bezug auf die Darstellungen der 4 nach rechts, wobei das Elektronikmodul 14 weiter in den Aufnahmeraum 28 eingeführt wird.
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In horizontaler Richtung in Bezug auf die 4 wird das Elektronikmodul 14 von den Führungswänden 34 der Führung 32, in vertikaler Richtung sowohl von den Bügeln 36 als auch vom Abweiser 38 geführt. Dabei werden die Bügel 36 leicht vom Gehäuse 42 gespannt.
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Die Unterseite 48 des Elektronikmoduls 14 läuft dabei über den Abweiser 38. Auf diese Weise wird durch die Führung 32 eine Bewegungsbahn des Elektronikmoduls 14 vorgegeben.
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Die Bewegungsbahn verläuft dabei im Wesentlichen parallel zur Einschubrichtung R und somit im Wesentlichen parallel zum Boden 24 bis die in 4b gezeigte Stellung erreicht ist. Diese Stellung entspricht immer noch der ersten Position des Elektronikmoduls 14, da weiterhin die Kontaktelemente 54 des Elektronikmoduls 14 von der Halterung 20, insbesondere den Gegenkontakten 26, beabstandet sind.
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Die Ausnehmung 56 des Elektronikmoduls 14 befindet sich nun unmittelbar vor dem Abweiser 38. Wird nun das Elektronikmodul 14 noch ein kleines Stück in Bewegungsrichtung R bewegt, befinden sich die Ausnehmung 56 und der Abweiser 38 übereinander. In diesem Moment wird das Elektronikmodul 14 durch die Bügel 36, die zuvor durch den Abstand zwischen der Unterseite 48 des Elektronikmoduls 14 und dem Boden 24 vorgespannt wurden, in Richtung des Bodens 24 bewegt.
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Somit werden auch die Kontaktelemente 54, die sich nun oberhalb der Gegenkontakte 26 befinden, in Richtung zum Boden 24 bewegt, also zu den Gegenkontakten 26 hin.
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Diese Bewegung ist in der gezeigten Ausführungsform eine Schwenkbewegung um eine Schwenkachse G (2c) am Ende des Bodens 24, die gleichzeitig die Ebene E definiert.
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Denkbar ist auch, dass die Führung 32 derart ausgebildet ist, dass diese Bewegung eine Linearbewegung ist, beispielsweise senkrecht zum Boden 24 und/oder senkrecht zur Bewegungsrichtung R.
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Das Elektronikmodul 14 ist nun in der in 4c gezeigten Stellung angekommen und befindet sich in seiner zweiten Position. Die Kontaktelemente 54 berühren die Gegenkontakte 26 und das Elektronikmodul wird durch die Bügel 36 fest an der Halterung 20 gehalten.
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Im dem Fall, dass das Kontaktelement 54 und der Gegenkontakt 26 als Antennen oder als eine induktive und/oder kapazitive Kontaktvorrichtung mit entsprechenden Abdeckungen ausgebildet sind, können sich in der zweiten Position die Abdeckungen des Gegenkontaktes 26 und des Kontaktelementes 54 berühren.
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Die Bewegung in die zweite Position kann auch als Rastbewegung gesehen werden, wobei der Abweiser 38 in die Ausnehmung 56 eingeführt wird, sodass das Elektronikmodul 14 an der Halterung 20 einrastet. Beim Einrasten entsteht ein hörbares Geräusch, wodurch dem Benutzer signalisiert wird, dass das Elektronikmodul 14 sicher an der Halterung 20 eingerastet ist.
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In der zweiten Position sind nun die Leiterplatte 60 über die Kontaktelemente 54, die Gegenkontakte 26 und dem Kabel 22 mit dem elektrischen Funktionselement 18 informationstechnisch, in der gezeigten Ausführungsform elektrisch verbunden.
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Zum Lösen des Elektronikmoduls 14 von der Halterung 20 kann der Hebel 40 in Richtung des Handschuhes 16 gedrückt werden, wodurch sich die Verrastung dadurch löst, dass der Abweiser 38 aus der Ausnehmung 56 herausgeführt wird. Nun kann das Elektronikmodul 14 aus dem Aufnahmeraum 28 entfernt werden.
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Das Elektronikmodul 14 kann jedoch auch in andere Richtungen als entgegen der Einschubrichtung R aus der Halterung 20 entfernt werden. Dies erhöht vor allen Dingen die Sicherheit des tragbaren Sensorsystems 10.
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Beispielsweise lässt sich das Elektronikmodul 14 auch nach oben hin entfernen. Hierbei werden die Führungswände 34 nach außen und die Bügel nach oben gebogen, wodurch das Elektronikmodul 14 aus der Halterung 20 entfernt wird. Dies dient dem Schutz des Benutzers des Sensorsystems 10, wenn große Kräfte auf das Elektronikmodul 14 wirken, die der Hand des Benutzers schaden könnten.
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Jedoch kann das Elektronikmodul 14 nicht in Einschubrichtung R aus der Halterung 20 entfernt werden, da bei Gebrauch regelmäßig Stöße in Einschubrichtung R auf das Elektronikmodul 14 wirken. Dies verhindern die Abschlusswände 39.
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In den 5a und 5b ist eine Ausführungsform des Elektronikmoduls 14 im Detail dargestellt. Das gezeigte Elektronikmodul 14, insbesondere die verwendeten Bauteile und ihre Anordnung innerhalb des Gehäuses, ermöglichen eine besonders kompakte, insbesondere flache Bauweise.
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Dieses Elektronikmodul 14 ermöglicht es, den Verschleiß des tragbaren Sensorsystems 10 noch weiter zu verringern und die Lebensdauer zu erhöhen. Allerdings sind das Elektronikmodul 14 und seine Details auch eigenständig erfinderisch.
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Das Gehäuse 42 des Elektronikmoduls 14 weist zwei Gehäuseteile 42.1 und 42.2 auf, die jeweils einstückig ausgeführt sein können.
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Das hintere Gehäuseteil 42.1 umfasst die Rückseite 46 des Gehäuses 42 und Teile der Oberseite 50 und der Unterseite 48, wohingegen das vordere Gehäuseteil 42.2 die Vorderseite 44 des Gehäuses 42 und die übrigen Teile der Oberseite 50 und der Unterseite 48 umfasst. Die zwei Gehäuseteile 42.1 und 42.2 sind entlang einer Fuge 64 miteinander verbunden, beispielsweise durch mehrere Schrauben.
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Somit verläuft die Fuge 64 durch die Oberseite 50, die Unterseite 48 und die Längsseiten des Gehäuses 42, wodurch die Länge der Fuge 64 so gering wie möglich ist. Da durch die Fuge eines Gehäuses Staub und Feuchtigkeit eindringen kann, wird durch die kurze Fuge 64 der Verschleiß des Elektronikmoduls 14 durch Staub oder Flüssigkeit verringert und die Lebensdauer erhöht.
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Außerdem ist es durch die kurze Fuge 64 möglich, dass nur zwei Schrauben zur dichten Verbindung der Gehäuseteile 42.1, 42.2 genügen. Die Bohrungen für die Schrauben können dabei von den Einkerbungen 58 ausgehen.
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Innerhalb des Gehäuses sind neben der Leiterplatte 60 eine Antenne 70, eine Batterie 72, eine Batteriehülle 74, ein Vibrationsmotor 76 und ein optischer Detektor 78 vorgesehen. In der gezeigten Ausführungsform sind diese Bauteile zwischen der Leiterplatte 60 und der Oberseite 50 angeordnet.
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Der optische Detektor 78 ist beispielsweise ein Barcodescanner. Jedoch können der optische Detektor 78 und der Vibrationsmotor 76 auch durch andere elektronischen Bauteile ausgetauscht, ergänzt oder weggelassen werden, je nachdem, welcher Funktionsumfang des Elektronikmoduls 14 gewünscht ist.
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Am vorderseitigen Ende der Leiterplatte 60 ist der optische Detektor 78 angeordnet, der mit der Leiterplatte 60 elektrisch verbunden ist.
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Durch Öffnungen im vorderen Gehäuseteil 42.2 kann der optische Detektor 78 Gegenstände vor dem Elektronikmodul erfasst.
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Das vordere Gehäuseteil 42.2 kann allerdings auch aus transparentem Material hergestellt sein. Auf diese Weise kann auf Öffnungen in der Vorderseite 44 des Gehäuses 42 verzichtet werden, wodurch weniger Staub und Feuchtigkeit in das Gehäuse 42 eintreten kann und die Lebensdauer erhöht wird.
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In der gezeigten Ausführungsform sind die Kontaktelemente 54 unterhalb des optischen Detektors 78 vorgesehen und dicht im vorderen Gehäuseteil 42.2 befestigt. Auch können weitere Kontaktelemente 80 im Verbindungsbereich 52 vorgesehen sein, über die die Batterie 72 geladen werden kann.
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Der Vibrationsmotor 76 ist direkt auf der Leiterplatte 60 befestigt.
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Die Antenne 70 ist für Frequenzen unterhalb von 1 GHz ausgelegt, insbesondere für 915 MHz und/oder 868 MHz und kann aus einem dünnen Stahl hergestellt sein, beispielsweise durch Ausschneiden aus einem dünnen Stahlblech. Dünn bedeutet dabei eine Stärke von weniger als 3 mm, insbesondere von weniger als 1 mm.
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Am rückwandseitigen Ende der Leiterplatte 60 ist die Antenne 70 angeordnet und kann mit ihren beiden Enden oder mittels Kabeln an der Leiterplatte 60 befestigt sein.
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Die Antenne 70 erstreckt sich beispielsweise entlang der Rückseite 46 und/oder der Oberseite 50 des Gehäuses 42 zur Vorderseite 44 hin, wobei die Antenne 70 gegen das Gehäuse 42 vorgespannt ist. Zum Beispiel wird die Antenne 70 beim Einschieben in das hintere Gehäuseteil 42.1 gespannt. Auf diese Weise wird ein möglichst großer Abstand zwischen der Antenne 70 und den anderen elektronischen Bauteilen, insbesondere der Batterie 72 ermöglicht, wodurch die Übertragungsqualität der Antenne 70 verbessert wird.
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Auch ist es denkbar, dass die Antenne 70 in das Gehäuse 42, hier das hintere Gehäuseteil 42.1, integriert ist. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass die Antenne 70 zur Herstellung des Gehäuseteils 42.1, 42.2 mit dem Material des entsprechenden Gehäuseteils 42.1, 42.2 umspritzt wird.
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Die Batterie 72 wird von einer Batteriehülle 74 umgeben, beispielsweise an ihrer Rück-, Ober- und Unterseite, wodurch Fertigungstoleranzen und Verformungen der Batterie 72 ausgeglichen werden.
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Die Batteriehülle 74 kann dabei auf ihrer der Batterie 72 abgewandten Seite auf einem anderen Bauteil aufliegen, beispielsweise dem Vibrationsmotor 76, wodurch Bauraum gespart werden kann und die Batterie 72 trotzdem vor Beschädigungen durch dieses andere Bauteil geschützt ist.
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Die Batteriehülle 74 kann aus einem Kunststoffstreifen hergestellt sein, der um die Batterie 72 gefaltet wird. Der Kunststoff ist vorzugsweise elastisch und/oder in Richtung der Oberseite 50 des Gehäuses 42 vorgespannt.
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Nahezu der gesamte Raum zwischen Leiterplatte 60, Antenne 70 und Vibrationsmotor 76 kann von der Batterie 72 inklusive der Batteriehülle 74 eingenommen werden, wodurch eine möglichst große Batterie 72 und damit lange Laufzeiten des Elektronikmoduls 14 erreicht werden.
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Die Antenne 70 ist somit teilweise zwischen der Batteriehülle 74 und der Oberseite 50 des Gehäuses 42 angeordnet. Dabei kann auch die Batteriehülle 74 durch ihre Vorspannung die Antenne 70 in Richtung der Oberseite 50 mit einer Kraft beaufschlagen, sodass der Abstand zwischen der Antenne 70 und der Batterie 72 vergrößert wird.
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Zu Montage des Elektronikmoduls 14 werden die Antenne 70, die Batterie 72, die Batteriehülle 74, der Vibrationsmotor 76, der optische Detektor 78 und weitere eventuell vorhandenen elektronische Bauteile auf der Leiterplatte 60 angeordnet und/oder mit ihr verbunden.
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Dann werden die Gehäuseteile 42.1 und 42.2 um die so bestückte Leiterplatte 60 geschoben und die Leiterplatte 60 in den Gehäuseteilen 42.1, 42.2 eingespannt.
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Dabei wird die Leiterplatte 60 durch die im ersten Gehäuseteil 42.2 befestigten Kontaktelemente 54 kontaktiert. Falls die Kontaktelemente 54 als Federkontakte ausgebildet sind, ist kein Verlöten von Kontaktelementen 54 und Leiterplatte 60 notwendig.
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Außerdem können Abschnitte der die Antenne 70 und/oder der Batteriehülle 74 beim Aufschieben des hinteren Gehäuseteils 42.1 in Richtung der Batterie 72 verbogen und damit gespannt werden.
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Anschließend werden die beiden Gehäuseteile 42.1, 42.2 miteinander verschraubt.
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Das fertige Elektronikmodul 14 kann dann in die Halterung 20 eines zuvor beschriebenen Kleidungsstückes 12 eingesetzt werden. Dadurch wird das Funktionselement 18 in die Schaltung der Leiterplatte 60 integriert. In dem Fall, dass das Funktionselement 18 als Druckknopf ausgebildet ist, kann mit ihm z. B. der optische Detektor 78 ausgelöst werden.
