DE102018109267A1

DE102018109267A1 - Befestigungselement für elektrische Einrichtungen

Info

Publication number: DE102018109267A1
Application number: DE102018109267.9A
Authority: DE
Inventors: Pascal Gaggero; Ellen WOHLFART; Manuela Schmidt
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 2018-04-18
Filing date: 2018-04-18
Publication date: 2019-10-24
Also published as: CN110391824B; US20190325731A1; CN110391824A; US10839667B2

Abstract

Es wird ein Befestigungselement (1) für elektrische Einrichtungen bereitgestellt, wobei wenigstens eine elektrische Einrichtung an dem Befestigungselement (1) befestigbar ist. Das Befestigungselement (1) weist wenigstens einen Koppler (3) auf, welcher zumindest eine Kopplung mit der wenigstens einen an dem Befestigungselement (1) befestigten elektrischen Einrichtung ausbildet, über welche elektrische Energie und/oder Daten an die wenigstens eine elektrische Einrichtung übertragbar sind, wobei die Kopplung eine kapazitive und/oder induktive Kopplung ist.Zudem wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die ein solches Befestigungselement (1) und wenigstens eine elektrische Einrichtung, die am Befestigungselement (1) befestigt ist, umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungselement für elektrische Einrichtungen, insbesondere Sensoren und/oder Aktoren, über welches elektrische Energie und/oder Daten an die elektrische Einrichtung übertragbar sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung mit einem solchen Befestigungselement und wenigstens einer elektrischen Einrichtung. Ein solches Befestigungselement kann beispielswiese im Hygienebereich eingesetzt werden.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise werden elektrische Einrichtungen an Befestigungselementen meist an festgelegten Positionen befestigt, wobei die elektrischen Einrichtungen mittels der Befestigungselemente an vorbestimmten Orten angeordnet werden. Als typische Befestigungselemente werden Stangen verwendet, wobei die elektrischen Einrichtungen meist über mechanische Halterungen, z. B. Klemmhalterungen, oder magnetische Halterungen an den Stangen befestigt werden. Um die elektrischen Einrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen und um Daten an die elektrischen Einrichtungen bzw. von elektrischen Einrichtungen zu übermitteln, werden typischerweise Kabelverbindungen oder elektromechanische Kontakte verwendet. Dabei muss beim Einbau jede elektrische Einrichtung separat an den Befestigungselementen fixiert und die Kabelverbindung bzw. der elektromechanische Kontakt einzeln an jede elektrische Einrichtung angeschlossen werden. Weiterhin muss beim wartungsbedingten Tausch einer elektrischen Einrichtung oder beim Austausch einer elektrischen Einrichtung gegen eine andere die Kabelverbindung bzw. die elektromechanische Kontaktierung gelöst werden, bevor die elektrische Einrichtung entfernt werden kann. Anschließend muss die neue elektrische Einrichtung erneut fixiert werden und die Kabelverbindung bzw. der elektromechanische Kontakt muss erneut an die neue elektrische Einrichtung angeschlossen werden.
Neben dem hohen Zeitaufwand beim Einbau, Ausbau und Austausch, schränkt die Kabelverbindung bzw. die elektromechanische Kontaktierung den zur Verfügung stehenden Bauraum ein, da stets Kabel bzw. elektrische Leitungen zu den elektrischen Einrichtungen geführt werden müssen. Insbesondere im hygienischen Bereich zeigt sich ein weiterer Nachteil, da durch die Kontaktstellen Kontaminationen gefördert werden.
Zur Verbindung von Endgeräten an Feldbusmodule werden in jüngerer Zeit auch sog. „IO-Link“-Verbindungen verwendet. Ein IO-Link bezeichnet einen Standard für eine intelligente Sensor-/Aktorschnittstelle, der als internationaler offener Standard in der Norm IEC 61131-9 genormt ist. Eine solche IO-Link-Verbindung sowie ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zum Betrieb einer solchen Verbindung gehen beispielsweise aus der DE 10 2012 009 494 A1 hervor. Wie dort beschrieben, übernehmen die Feldbusmodule die Rolle eines IO-Link-„Masters“. Als Endgeräte (Device genannt) kommen elektrische Einrichtungen, wie beispielsweise Sensoren, Aktoren, Anzeigegeräte, Bediengeräte, bis hin zu Antrieben an Maschinen in Betracht.
Ein drahtloses IO-Link-Kommunikationsnetzwerk ist zum Beispiel in der DE 20 2015 103 359 U1 beschrieben. Die dort verwendeten Master und Devices sind zur drahtlosen Kommunikation befähigt und werden darin als IO-Link-Wireless-Module bezeichnet. Insbesondere können in diesem Zusammenhang Funkverbindungen verwendet werden. Um eine Funkverbindung zwischen Master und Slave herzustellen, sendet der Master ein Signal mit einer Präambel, auf die sich der jeweilige Slave, d.h. das Device, einstellt.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Befestigungselement für elektrische Einrichtungen vorgeschlagen, an dem wenigstens eine elektrische Einrichtung befestigbar ist. Vorzugsweise sind die elektrischen Einrichtungen frei, d. h. nicht orts-/positionsgebunden, an dem Befestigungselement befestigbar, sodass ihre Position am Befestigungselement jederzeit einfach geändert werden kann. Das Befestigungselement weist wenigstens einen Koppler auf, welcher zumindest eine Kopplung mit der wenigstens einen am Befestigungselement befestigten elektrischen Einrichtung ausbildet. Über die Kopplung sind entweder elektrische Energie vom wenigstens einen Koppler an die wenigstens eine elektrische Einrichtung oder Daten vom wenigstens einen Koppler an die wenigstens eine elektrische Einrichtung und/oder von der wenigstens einen elektrischen Einrichtung an den wenigstens einen Koppler - daher bidirektional - übertragbar oder sowohl elektrische Energie als auch Daten an die wenigstens eine elektrische Einrichtung - die Daten vorzugsweise auch bidirektional von der elektrischen Einrichtung an den Koppler - übertragbar. Die Kopplung kann entweder als kapazitive Kopplung oder als induktive Kopplung oder kombiniert auf beide Weisen realisiert werden. Auch ist es möglich, die zu übertragende elektrische Energie über eine dieser Kopplungsarten, beispielsweise über die induktive Kopplung, zu übertragen und die Daten über die andere Kopplungsart, beispielsweise über die kapazitive Kopplung, zu übertragen. Die Kopplungsart kann anhand des Verwendungszwecks, der genauen Ausgestaltung des Befestigungselements, der Art und Ausgestaltung der verwendeten elektrischen Einrichtungen und weiteren Gegebenheiten ausgewählt werden. Der Koppler ist eingerichtet, die entsprechende Kopplung zu realisieren und weist an sich bekannte kapazitive und/oder induktive Übertragungseinrichtungen für die elektrische Energie und/oder an sich bekannte kapazitive und/oder induktive Übertragungseinrichtungen zur insbesondere bidirektionalen Übertragung der Daten an die elektrische Einrichtung auf. Bei der induktiven Kopplung ist die Übertragungseinrichtung beispielsweise eine Spule und bei der kapazitiven Kopplung ein(e) Kondensator(platte).
Das erfindungsgemäße Befestigungselement bietet den Vorteil, dass keine direkte Verkabelung bzw. kein elektromechanischer Kontakt an der wenigstens einen elektrischen Einrichtung nötig ist. Dies führt insbesondere bei einer Mehrzahl von elektrischen Einrichtungen einerseits zu einer Vereinfachung der Installation, andererseits wird die Zahl von meist hinderlichen Kabeln bzw. Leitungen reduziert. Es muss höchstens noch eine Verkabelung des Befestigungselements erfolgen, wobei hierzu auf weiter unten erläuterte Ausführungen verwiesen wird. Ferner kann die wenigstens eine elektrische Einrichtung schnell und mit wenig Aufwand neu arrangiert werden. Zudem ermöglicht ein solches Befestigungselement ein hygienisches Design, da Kontaktstellen beispielsweise für Kabelverbindungen bzw. für elektromagnetische Kontaktierungen vermieden werden, an denen sich Kontaminationen ausbilden könnten.
Die wenigstens eine elektrische Einrichtung ist bevorzugt ein Sensor und/oder ein Aktor. Die elektrische Einrichtung kann auch ein elektrisches Gerät, insbesondere ein optoelektronisches Gerät, ein akustisches Gerät, ein elektromechanisches Gerät und/oder ähnliches sein.
Alternativ ist die wenigstens eine elektrische Einrichtung ein Adapter für ein elektrisches Gerät, bevorzugt für einen Sensor und/oder einen Aktor, aber auch insbesondere für ein optoelektronisches Gerät, für ein akustisches Gerät, für ein elektromechanisches Gerät oder ähnliches. Der Adapter weist einen Adapterport auf, mit dem das elektrische Gerät verbindbar ist und über den elektrische Energie und/oder Daten an das elektrische Gerät und/oder von dem elektrischen Gerät übertragbar sind. Der Adapterport ist bevorzugt für eine digitale Kommunikation mit dem elektrischen Gerät, besonders bevorzugt für eine IO-Link-Kommunikation mit dem elektrischen Gerät, eingerichtet. Alternativ kann der Adapterport ein PNP/NPN/Push-Pull Ein-/Ausgangssignal und/oder ein analoges Strom-/Spannungssignal übertragen. Optional kann ein Dichtungselement, beispielsweise ein Dichtungsring zwischen dem Adapter und dem elektrischen Gerät um den Adapterport herum vorgesehen sein. Dies ist insbesondere bei einem Einsatz im Hygienebereich von Vorteil, da dadurch Kontaminationen vermieden werden.
Die Stärke der beschriebenen kapazitiven und/oder induktiven Kopplung nimmt typischerweise mit dem Abstand zwischen dem wenigstens einen Koppler und der wenigstens einen elektrischen Einrichtung ab. Je nach genauer Ausgestaltung des Befestigungselements und des Kopplers, insbesondere der vom Koppler erreichten Kopplungsstärke und dem maximalen Abstand zwischen dem Koppler und der wenigstens einen elektrischen Einrichtung, reicht prinzipiell ein Koppler aus, um die Kopplung zu der wenigstens einen elektrischen Einrichtung zu realisieren, auch wenn diese frei auf dem Befestigungselement befestigt wird. Vorteilhafterweise weist das Befestigungselement eine Mehrzahl von Kopplern auf, welche zumindest eine Kopplung mit der wenigstens einen elektrischen Einrichtung ausbildet. Durch die Mehrzahl von Kopplern wird ein größerer Bereich abgedeckt, in dem die Kopplung realisiert werden kann.
Alternativ kann die Kopplungsfläche des Kopplers vergrößert werden, um einen größeren Bereich abzudecken, in dem die Kopplung realisiert werden kann. Dies kann durch eine Vergrößerung der Übertragungseinrichtung erfolgen. Dies kann bei der induktiven Kopplung beispielsweise durch Vergrößerung der Spule und bei der kapazitiven Kopplung beispielsweise durch Vergrößerung der Kondensatorplatte(n) erfolgen.
Vorzugsweise sind die Koppler an dem Befestigungselement einer auf den anderen folgend angeordnet und insbesondere äquidistant über das Befestigungselement verteilt, um über das gesamte Befestigungselement oder zumindest einen gewünschten Bereich hinweg eine ausreichend hohe Kopplungsstärke für die elektrischen Einrichtungen bereitzustellen. Dadurch wird erreicht, dass die wenigstens eine elektrische Einrichtung ohne Einbußen der Kopplungsstärke frei auf dem Befestigungselement befestigbar ist. Darüber hinaus können die Koppler in einer Ebene angeordnet sein, wodurch Interferenzen bei der Kopplung vermindert werden können.
In der Praxis werden typischerweise eine Mehrzahl von elektrischen Einrichtungen verwendet, die am selben Befestigungselement befestigt werden. Vorzugsweise sind daher durch den wenigstens einen Koppler gleichzeitig mehrere elektrische Einrichtungen koppelbar.
Werden unterschiedliche elektrische Einrichtungen verwendet, können die einzelnen elektrischen Einrichtungen vorteilhafterweise mit der von ihnen benötigten elektrischen Energie versorgt werden und es können Daten gemäß der Spezifikation der elektrischen Einrichtungen übersendet werden. Dies bietet den Vorteil, dass auch eine Mehrzahl von elektrischen Einrichtungen schnell und mit wenig Aufwand am Befestigungselement befestigt werden kann und eingesetzt werden kann.
Zur Befestigung der zumindest einen elektrischen Einrichtung können mechanische Befestigungsmittel und/oder magnetische Befestigungsmittel vorgesehen sein, die zur Befestigung an dem Befestigungselement geeignet sind. Als Beispiel für mechanische Befestigungsmittel sind Klemmhalterungen geeignet, die an und/oder um das Befestigungsmittel geklemmt werden. Als magnetisches Befestigungsmittel dienen Halterungen mit einem Magneten, wobei das Befestigungsmittel in diesem Fall zumindest teilweise aus einem magnetischen Material besteht.
Gemäß einem Aspekt bildet das Befestigungselement einen geschlossenen Körper. Vorzugsweise ist die wenigstens eine elektrische Einrichtung an der Außenseite des das Befestigungselement bildenden geschlossenen Körpers befestigbar und der wenigstens eine Koppler innerhalb des das Befestigungselement bildenden geschlossenen Körpers angeordnet. Die Kopplung wird dann durch die Außenwand des Körpers hindurch realisiert, was durch die kapazitive und/oder induktive Kopplung erreicht wird. Mit Hilfe dieser Anordnung kann die elektrische Einrichtung in einfacher Weise durch die oben beschriebenen Befestigungsmittel an der Außenseite des Befestigungselements befestigt werden und gleichzeitig auf den zu untersuchenden Gegenstand oder Messbereich ausgerichtet werden. Zudem nimmt der wenigstens eine Koppler keinen Platz an der Außenseite des Befestigungselements in Anspruch. Des Weiteren kann die Versorgung des wenigstens einen Kopplers ebenfalls innerhalb des Befestigungselements geführt werden, insbesondere wenn die Versorgung an sich kabelgebunden ist. Dies führt dazu, dass die wenigstens eine elektrische Einrichtung frei auf der Außenseite des Befestigungselements befestigbar ist, ohne dass die Positionierung durch den Koppler oder eine Verkabelung eingeschränkt ist.
Rein prinzipiell kann das Befestigungselement in praktisch beliebiger Form ausgestaltet sein, besonders vorteilhaft weist das Befestigungselement die Form einer Stange, insbesondere einer zylinderförmigen Stange auf. Die zylinderförmige Stange bietet den Vorteil, dass sie bezüglich ihrer Längsachse (Mittelachse) rotationssymmetrisch ausgebildet ist, sodass die wenigstens eine elektrische Einrichtung in ihrer bevorzugten Anordnung in einfacher Weise an der Mantelfläche der Stange befestigbar ist und in beliebiger Orientierung angeordnet werden kann. Zudem sind Befestigungsmittel für Stangen in vielen Variationen bekannt, wobei die bereits genannten Klemmhalterungen und die bereits genannten Magnethalterungen bevorzugt werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Klemmhalterungen den kompletten Umfang der Stange umschließen können. Rein prinzipiell kann der wenigstens eine Koppler ebenfalls auf der Stange ausgebildet sein, beispielsweise jeweils gegenüber einer elektrischen Einrichtung. Allerdings wird der zumindest eine Koppler im Hinblick auf das zuvor Beschriebene bevorzugt innerhalb der Stange angeordnet. Mehrere Koppler können dann einer auf den anderen folgend bevorzugt äquidistant in Längsrichtung der Stange angeordnet werden, sodass die wenigstens eine elektrische Einrichtung beliebig auf der Mantelfläche positioniert werden kann. Die Kopplung zwischen dem wenigstens einen Koppler und der wenigstens einen elektrischen Einrichtung erfolgt im Wesentlichen in radialer Richtung bezüglich der Stange, wobei die Kopplung aber auch einen axialen Anteil aufweisen kann.
Rein prinzipiell können die Befestigungselemente in Abhängigkeit von der Lage des zu untersuchenden Gegenstands bzw. Messbereichs, der Umgebung, weiterer Komponenten, und weiterer Gegebenheiten, welche in der Praxis vorherrschen, ausgebildet werden.
Im Falle einer Stange kann vorgesehen sein, dass die Stange gekrümmt ist. Die Stange kann einfach oder mehrfach gebogen bzw. abgewinkelt sein und insbesondere eine U-Form bilden. In Hinblick auf das vorstehend Beschriebene ist es von besonderem Vorteil, wenn die Mittelachse der Stange nach dem Biegen weiterhin in einer Ebene verläuft und die Koppler einer hinter dem anderen entlang der (gekrümmten) Mittelachse angeordnet sind.
Für eine einfache Realisierung ist der wenigstens eine Koppler auf einer Platine (Leiterplatte) ausgebildet, die Teil des Befestigungselements ist und insbesondere innerhalb des Befestigungselements angeordnet ist. Bevorzugt sind Komponenten des wenigstens einen Kopplers, insbesondere die oben genannten Übertragungseinrichtungen, mittels Leiterbahnen auf der Platine realisiert.
Optional kann die Stange flexibel bzw. biegbar sein - ähnlich einem Schlauch. In diesem Fall kann die Platine als flexible Leiterplatte ausgebildet sein. Zur Fertigung der flexiblen Leiterplatte kann ein flexibles Basismaterial, wie z. B. Flexprint verwendet werden.
Zur (An-)Steuerung des wenigstens einen Kopplers ist bevorzugt eine Signalvorbereitungs-Vorrichtung vorgesehen, welche ausgebildet ist, den wenigstens einen Koppler zu speisen. Vorzugsweise ist die Signalvorbereitungs-Vorrichtung innerhalb des Befestigungselements, insbesondere auf der Platine realisiert.
Die Signalvorbereitungs-Vorrichtung ist vorzugsweise mit allen Kopplern verbunden. Gemäß einem Aspekt ist jedem Koppler ein Schalter zugewiesen, der eine Verbindung, insbesondere eine Leitung, zwischen dem jeweiligen Koppler und der Signalvorbereitungs-Vorrichtung herstellen oder trennen kann. Bevorzugt ist jeder der Schalter so angeordnet und ausgebildet, dass er die jeweilige Verbindung zwischen der Signalvorbereitungs-Vorrichtung und dem zugewiesenen Koppler und ungeachtet der anderen Verbindungen zu den weiteren Kopplern herstellen oder trennen kann. Die Schalter selbst können ebenfalls über die Signalvorbereitungs-Vorrichtung gesteuert werden. Bevorzugt sind die Schalter parallel zu einer Strom-Speiseleitung geschaltet.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist jedem Koppler eine separate Leitung zur Verbindung des Kopplers mit der Signalvorbereitungs-Vorrichtung zugewiesen. Die Signalvorbereitungs-Vorrichtung kann dann die einzelnen Koppler über die jeweilige Leitung speisen. Mit beiden beschriebenen Weisen ist es der Signalvorbereitungs-Vorrichtung möglich jeden Koppler separat zu speisen.
Während des Einsatzes kann es gewünscht sein, die Zahl und die Position der an dem Befestigungselement befestigten elektrischen Einrichtungen festzustellen und die Steuerung entsprechend anzupassen. Die Signalvorbereitungs-Vorrichtung kann demgemäß eingerichtet sein, mittels der kapazitiven und/oder induktiven Kopplung die Zahl und/oder die Position der wenigstens einen an dem Befestigungselement befestigten elektrischen Einrichtung festzustellen. Aus der kapazitiven und/oder induktiven Kopplung lassen sich direkt Rückschlüsse auf die Zahl der mit dem jeweiligen Koppler verbundenen elektrischen Einrichtungen schließen. Abhängig davon, welcher Koppler eine Kopplung eingeht, kann dann auf die Position der wenigstens einen elektrischen Einrichtung geschlossen werden.
Alternativ kann die Signalvorbereitungs-Vorrichtung eingerichtet sein, mittels einer Messung des Stromflusses durch die Koppler die Zahl und/oder die Position der wenigstens einen an dem Befestigungselement befestigten elektrischen Einrichtung festzustellen. Wenn ein Koppler eine Kopplung eingeht, ändert sich der Stromfluss durch diesen Koppler. Analog kann abhängig davon, welcher Koppler eine Kopplung eingeht, auf die Position der wenigstens einen elektrischen Einrichtung geschlossen werden. Aus dem Stromverbrauch der gekoppelten Koppler lässt sich auf die Zahl der elektrischen Einrichtungen schließen, da jede elektrische Einrichtung einen ihrer Spezifikationen entsprechenden Strombedarf aufweist, der wie beschrieben durch die Koppler gedeckt wird. Als Resultat kann der Stromverbrauch des Befestigungselements verringert werden und die Selbsterwärmung des Befestigungselements gering gehalten werden.
Des Weiteren kann die Signalvorbereitungs-Vorrichtung eingerichtet sein, mittels der kapazitiven und/oder induktiven Kopplung eine Verschmutzung, die sich auf dem Befestigungselement angesammelt hat, festzustellen. Die Verschmutzung verringert die Kopplungsstärke, sodass diese als Maß für die Verschmutzung verwendet werden kann.
Um ein optimales Ergebnis bei der Untersuchung zu erreichen, ist es zumindest bei elektrischen Einrichtungen, die für den stationären Betrieb ausgelegt sind, erwünscht, dass sich deren Position und Orientierung nicht ändert. Am oder im Befestigungselement kann demgemäß ein Beschleunigungssensor und/oder ein Gyroskop vorgesehen sein, welche Positionsänderungen des Befestigungselements und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung registrieren. Abhängig von der Ausgestaltung des Befestigungselements, z. B. wenn es in Form einer Stange ausgebildet ist, geht eine Positionsänderung der elektrischen Einrichtung oftmals auch mit einer Änderung der Orientierung einher. Vorzugweise kann dann ein Alarmsignal ausgegeben werden, wenn die Positionsänderung des Befestigungselements und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung einen vorgebbaren Schwellenwert übersteigt, um zu signalisieren, dass sich die Position des Befestigungselements und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung und/oder die Orientierung der wenigstens einen elektrischen Einrichtung signifikant verändert hat.
Darüber hinaus kann am oder im Befestigungselement ein Temperatursensor vorgesehen sein, der die Temperatur des Befestigungselements und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung misst. Die Temperatur kann die Funktionsweise der elektrischen Einrichtung beeinflussen oder zu Schädigungen von Komponenten des Befestigungselements und/oder der elektrischen Einrichtung führen. Vorzugweise kann dann ein Alarmsignal ausgegeben werden, wenn die Temperatur des Befestigungselements und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung einen vorgebbaren Schwellenwert übersteigt.
Die wenigstens eine elektrische Einrichtung benötigt elektrische Energie, die auf ihre Spezifikationen abgestimmt ist. Gleichermaßen können Koppler nur elektrische Energie innerhalb ihrer Spezifikationen übertragen. Daher ist es wichtig, die Spannung so zu regeln, dass sie von dem wenigstens einen Koppler übertragen werden kann und von der wenigstens einen elektrischen Einrichtung verwendet werden kann. Typischerweise werden solche elektrischen Einrichtungen mit Gleichspannung betrieben. Es sind demnach ein Spannungswandler und ein Gleichrichter am oder im Befestigungselement vorgesehen, die eingerichtet sind, die Spannung der zugeführten elektrischen Energie auf eine verwendbare Spannung herunterzuregeln und diese gleichzurichten. Die Reihenfolge, in der die Spannung heruntergeregelt und gleichgerichtet wird, kann je nach Anwendung festgelegt werden, indem der Spannungswandler und der Gleichrichter in gewünschter Reihenfolge auf die Spannung der zugeführten elektrischen Energie einwirken.
Gemäß einem Aspekt ist ein Port am Befestigungselement vorgesehen, der als Schnittstelle dient und über den das Befestigungselement einerseits elektrische Energie erhält. Andererseits kann ein Port vorgesehen sein, der eine digitale Kommunikations-Funktionalität aufweist, über welche dem Befestigungselement und besonders dem wenigstens einen Koppler Daten bereitgestellt werden können. Bevorzugt ist ein solcher Port für eine drahtlose Kommunikation eingerichtet. Der Port ist vorzugsweise für eine drahtgebundene IO-Link-Kommunikation oder für eine drahtlose IO-Link-Kommunikation eingerichtet. Optional können die beiden obengenannten Funktionen, das Einspeisen von elektrischer Energie und das Einspeisen von Daten über einen einzigen Port oder über getrennte Ports realisiert werden. Der zumindest eine Port ist als Schnittstelle zu dem Befestigungselement vorgesehen und kann insbesondere eine Schnittstelle zu im Inneren des Befestigungselements angeordneten Komponenten, allen voran zu der oben beschriebenen Signalverarbeitungs-Vorrichtung, bereitstellen. Über den Port kann zumindest eine der vorstehend beschrieben Parameter ausgelesen werden:

- die Zahl und/oder die Position der wenigstens einen elektrischen Einrichtung;
- die Positionsänderungen des Befestigungselements und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung; und/oder
- die Temperatur des Befestigungselements und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, welche ein vorstehend beschriebenes Befestigungselement und wenigstens eine elektrische Einrichtung, die am Befestigungselement befestigt ist, umfasst. Die im Zusammenhang mit dem Befestigungselement beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen können für die Vorrichtung übernommen werden.
In einer bevorzugten Ausbildung ist die elektromagnetische Koppelfläche der wenigstens einen elektrischen Einrichtung mindestens so groß wie der Durchmesser eines jeden Kopplers. Dadurch wird eine sichere Kopplung zwischen der wenigstens einen elektrischen Einrichtung und dem wenigstens einen Koppler erreicht.
Außerdem kann eine Basisstation vorgesehen sein, die eingerichtet ist, eine drahtlose Kommunikation mit der wenigstens einen elektrischen Einrichtung zu realisieren, welche vorzugsweise als drahtlose lO-Link Kommunikation ausgebildet ist. Zum Betreiben der Basisstation können diese entweder mit einer Automatisierungsanlage oder mit einer Datenverarbeitung verbunden sein. In diesem Fall wird weiterhin die elektrische Energie über den wenigstens einen Koppler an die wenigstens eine elektrische Einrichtung übertragen, während Daten bevorzugt über die drahtlose Kommunikation - vor allem über die drahtlose IO-Link Kommunikation - zwischen der wenigstens einen elektrischen Einrichtung und der Basisstation übertragen werden. Gleichwohl kann der wenigstens eine Koppler und/oder die Signalvorbereitungs-Vorrichtung weiterhin über den Port digital kommunizieren.
Darüber hinaus kann eine Alarmeinrichtung vorgesehen sein, die ein Alarmsignal ausgibt, wenn eine Positionsänderung des Befestigungselements und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtungen einen zugeordneten Schwellenwert und/oder die Temperatur des Befestigungselements und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtungen einen zugeordneten Schwellenwert übersteigen. Es wird bezüglich der einzelnen Faktoren und deren Wirkung auf die oben stehende Beschreibung in Zusammenhang mit dem Befestigungselement verwiesen. Das Alarmsignal wird anschließend vorzugsweise über den Port ausgegeben.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements für Sensoren in Form einer geraden Stange mit zwei Sensoren.
2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements für Sensoren in Form einer geraden Stange mit zwei Sensoren.
3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements für Sensoren in Form einer geraden Stange mit zwei Sensoren.
4 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements für Sensoren in Form einer geraden Stange mit zwei Sensoren.
5 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements für Sensoren in Form einer geraden Stange mit einem Adapter.
6 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements für Sensoren in Form einer zweifach gebogenen Stange.
7 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer siebten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements für Sensoren in ebenflächiger Form mit zwei Sensoren.
8 zeigt eine schematische Darstellung zweier erfindungsgemäßer Vorrichtungen gemäß 1 und fünf Sensoren, welche mit einer Basisstation verbunden sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung
1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1 für Sensoren 9 in Form einer geraden, zylinderförmigen Stange sowie zwei Sensoren 9, die mittels eines hier nicht näher gezeigten Befestigungsmittels, beispielsweise eines mechanischen Klemmelements oder eines magnetischen Halteelements, an einem Befestigungsabschnitt 7 an der Außenseite, genauer an der Mantelfläche, des Befestigungselements 1 befestigt sind. Die Sensoren 9 können an einer beliebigen Position und in beliebiger Orientierung auf der Mantelfläche des Befestigungselements 1 angeordnet werden. Das Befestigungselement weist in seinem Inneren sechs elektromagnetische Koppler 3 auf, die einer auf den anderen folgend, in einer Reihe entlang der Axialrichtung, d. h. der Mittelachse, äquidistant angeordnet sind. Die Koppler 3 sind auf einer hier nicht gezeigten Platine ausgebildet, die Teil des Befestigungselements 1 ist und innerhalb des Befestigungselements 1 angeordnet ist, wobei Komponenten der Koppler 3 mittels Leiterbahnen der Platine realisiert werden. Die Koppler 3 sind eingerichtet, eine kapazitive und/oder eine induktive Kopplung mit wenigstens einem der Sensoren 9, vorzugsweise mit beiden Sensoren 9 (und gegebenenfalls weiteren, hier nicht gezeigten Sensoren) einzugehen. Die Kopplung zwischen den Kopplern 3 und den Sensoren 9 erfolgt im Wesentlichen in radialer Richtung bezüglich des stangenförmigen Befestigungselements 1 mit einem axialen Anteil für Koppler, an deren Position nicht unmittelbar ein Sensor 9 befestigt ist, und verläuft vom Inneren des Befestigungselements 1 durch den Befestigungsabschnitt 7 hindurch zu den Sensoren 9. Die elektromagnetische Koppelfläche jedes Sensors 9 ist mindestens so groß wie der Durchmesser eines jeden Kopplers 3. In dieser Ausführungsform werden über die Kopplung sowohl elektrische Energie von den Kopplern 3 an die Sensoren 9 als auch Daten bidirektional vom Koppler 3 an die Sensoren 9 und von den Sensoren 9 an die Koppler 3 übertragen.
Die Koppler 3 sind allesamt mit einer Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 verbunden, die ebenfalls innerhalb des Befestigungselements 1 angeordnet ist.
Für eine detailliertere Beschreibung der Verbindung wird auf nachfolgende Ausführungsformen verwiesen. Die Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 ist eingerichtet, die Koppler 3 mit elektrischer Energie und Daten zu speisen. Zudem ist die Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 eingerichtet, die Stärke der kapazitiven und/oder induktiven Kopplung zu erfassen. Mittels der kapazitiven und/oder induktiven Kopplung kann die Signalverarbeitungs-Einrichtung 2 die Zahl und/oder die Position der an dem Befestigungselement 1 befestigten Sensoren 9 feststellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Signalverarbeitungs-Einrichtung 2 hierfür auch eine Messung des Stromflusses durch die Koppler 3 verwenden. Schließlich steuert die Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 die Speisung der einzelnen Koppler 3 entsprechend der Zahl und/oder der Position der Sensoren 9. Zudem dient die Stärke der kapazitiven und/oder induktiven Kopplung als Maß für eine Verschmutzung des Befestigungselements 1, welche die Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 auf diese Weise feststellen kann.
Das Befestigungselement 1 weist einen Port 5 auf, der mit der Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 verbunden ist. In dieser Ausführungsform ist der Port 5 als Schnittstelle sowohl zur Übertragung der elektrischen Energie zu der Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 bzw. zu den Kopplern 3 als auch für eine digitale Kommunikation, über welche Daten zu der Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 bzw. zu den Kopplern 3 und/oder von der Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 bzw. zu den Kopplern 3 übertragen werden, eingerichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Port 5 für eine drahtgebundene IO-Link Kommunikation oder eine drahtlose IO-Link Kommunikation eingerichtet.
Hier nicht dargestellt, können ein Beschleunigungssensor und/oder ein Gyroskop, welche Positionsänderungen des Befestigungselements 1 und/oder der Sensoren 9 registrieren, sowie ein Temperatursensor, welcher die Temperatur des Befestigungselements 1 und/oder der Sensoren 9 misst, vorgesehen sein. Über den Port 5 können die Zahl und/oder die Position der Sensoren 9, die von der Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 ermittelt werden können, die vom Beschleunigungssensor und/oder vom Gyroskop registrierte(n) Positionsänderung(en) und die vom Temperatursensor gemessene(n) Temperatur(en) ausgelesen werden.
Die vom Beschleunigungssensor und/oder vom Gyroskop registrierte(n) Positionsänderung(en) und die vom Temperatursensor gemessene(n) Temperatur(en) werden an eine Alarmeinrichtung, die in diesem Ausführungsbeispiel Teil der Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 ist und nicht separat dargestellt ist, weitergeleitet. Dort wird die Positionsänderung des Befestigungselements 1 mit einem Schwellenwert für die Positionsänderung des Befestigungselements 1 bzw. die Positionsänderung der Sensoren 9 mit einem Schwellenwert für die Positionsänderung der Sensoren 9 verglichen, wobei die Schwellenwerte für die Positionsänderung eine Situation widerspiegeln, bei der die Sensoren 9 einen im Wesentlichen veränderten Messbereich detektieren und/oder die Stabilität der Vorrichtung an sich beeinträchtigt ist. Ebenso wird die Temperatur des Befestigungselements 1 mit einem Schwellenwert für die Temperatur des Befestigungselements 1 verglichen und die Temperatur der Sensoren 9 mit einem Schwellenwert für die Temperatur der Sensoren 9 verglichen, wobei die Schwellenwerte für die Temperatur eine kritische Temperatur kennzeichnen, bei denen die Sensoren 9 nicht voll funktionsfähig sind und/oder die Sensoren 9 bzw. das Befestigungselement 1 beschädigt werden können. Wenn einer der genannten Schwellenwerte überschritten wurde, gibt die Alarmeinrichtung ein Alarmsignal aus, welches über den Port 5 auslesbar ist.
In den weiteren Figuren sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen, für deren Beschreibung auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
Die 2 und 3 zeigen schematische Darstellung einer zweiten und einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1, bei denen die Verbindung der in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform und 1 bereits beschriebenen Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 und der Koppler 3 im Detail dargelegt wird. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist eine von der Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 abgehende elektrische Leitung 13 vorgesehen, die sich zu jedem Koppler 3 hin aufzweigt. Über die als Datenleitung ausgebildete elektrische Leitung 13 werden die Koppler 3 von der Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 mit elektrischer Energie und Daten gespeist. Zudem sind Schalter 11 zwischen der Leitung 13 und jedem der Koppler 3 vorgesehen, die eingerichtet sind, die Verbindung zwischen dem zugeordneten Koppler 3 und der Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 zu unterbrechen und herzustellen. Die Schalter 11 sind parallel zur Leitung 13 geschaltet und können über die Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 einzeln angesteuert werden. 3 hingegen zeigt eine Vielzahl von elektrischen Leitungen 13', welche jeden der Koppler 3 separat mit der Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 verbindet. Dabei sind die elektrischen Leitungen 13' ebenfalls als Datenleitung ausgebildet. Die Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 ist eingerichtet jeden der Koppler 3 unabhängig über die ihm zugeordnete Leitung 13' mit elektrischer Energie und Daten zu speisen.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1. Anstelle eines einzigen Ports 5, über den sowohl elektrische Energie als auch Daten übertragen werden, umfasst das Befestigungselement 1 zwei Ports 5', 6. Der eine Port 5' weist weiterhin die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform und 1 bereits beschriebe digitale Kommunikations-Funktionalität - insbesondere ausgebildet als drahtlose IO-Link Kommunikation - auf und überträgt die Daten zur Signalvorbereitungs-Einrichtung 2, wobei er in diesem Ausführungsbeispiel im Gegensatz zum oben beschrieben Port 5 keine elektrische Energie überträgt. Die elektrische Energie wird über einen zweiten Port 6, der hingegen keine Kommunikations-Funktionalität aufweist, an einen kombinierten Spanungswandler und Gleichrichter 8 übertragen. Der kombinierte Spannungswandler und Gleichrichter 8 regelt die Eingangsspannung der zugeführten elektrischen Energie, meist 220V, auf eine Spannung von 24V - diese entspricht der IO-Link-Spezifikation - herunter und wandelt diese dann in eine Gleichspannung um. Die Gleichspannung wird im Anschluss an die Signalvorbereitungs-Einrichtung 2 weitergeleitet und kann dann von den Kopplern 3 übertragen werden und schließlich von den Sensoren 9 verwendet werden. Folglich weist die erfindungsgemäße Vorrichtung damit eine integrierte industrielle Stromversorgung auf.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1 mit einem Adapter 91, der mit einem Sensor 9 verbunden ist. Der Adapter 91 ist mittels eines hier nicht näher gezeigten Befestigungsmittels, beispielsweise eines mechanischen Klemmelements oder eines magnetischen Halteelements, an einem Befestigungsabschnitt 7 an der Außenseite, genauer an der Mantelfläche, des Befestigungselements 1 befestigt. Der Adapter 91 weist einen Adapterport 92 auf, über den der Sensor 9 mit dem Adapter 91 verbunden ist. In dieser Ausführungsform ist der Adapterport 92 als Schnittstelle sowohl zur Übertragung der elektrischen Energie zu dem Sensor als auch für eine digitale Kommunikation, über welche Daten zu dem Sensor 9 bzw. von dem Sensor 9 übertragen werden, eingerichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Port 5 für eine IO-Link Kommunikation eingerichtet. Des Weiteren ist ein Dichtungsring 93 vorgesehen, der zwischen dem Adapter 91 und dem Sensor 9 angeordnet ist und um den Adapterport 92 herum liegt, wodurch er die Verbindungsstelle zwischen dem Adapter 91 und dem Sensor 9 abdichtet. Der in dieser Ausführungsform beschriebene Adapter 91 kann in jeder der anderen Ausführungsformen in der beschriebenen Weise eingesetzt werden.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1, welches als zweifach gebogene Stange ausgeführt ist, wobei beide Biegungen so ausgeführt sind, dass die Mittelachse der gebogenen Stange weiterhin in einer Ebene liegt. Die vorstehend beschriebenen Merkmale der Komponenten können für diese Ausführungsform übernommen werden. Dabei kann die nicht gezeigt Platine als flexible Leiterplatte mit Flexprint als flexibles Basismaterial ausgebildet sein. Aufgrund der zweifach gekrümmten, ebenen Ausführung des Befestigungselements 1, bildet sich ein U-förmig umschlossener Bereich, in dem der Messbereich 10 der hier nicht dargestellten Sensoren 9 angeordnet ist. Die Koppler 3 sind weiterhin einer auf den anderen folgend entlang der gekrümmten Mittelachse der gebogenen Stange angeordnet und sind in einer Ebene angeordnet.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1, welches in ebenflächiger Form ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist das Befestigungselement 1 als flaches, ebenes Objekt ausgebildet, welches sich vorwiegend auf einer Fläche in einer Ebene erstreckt, d. h. als Platte ausgebildet. Die Koppler 3 bilden ein Array und sind in der Fläche matrixförmig in Spalten und Zeilen mit gleichem Abstand angeordnet, wobei alle Koppler 3 in einer Ebene liegen. Zwischen den Spalten bzw. den Zeilen sind Befestigungsabschnitte 7 angeordnet, an denen die Sensoren 9 mittels eines hier nicht näher gezeigten Befestigungsmittels, beispielsweise eines mechanischen Halteelements oder eines magnetischen Halteelements, an der Oberfläche des Befestigungselements 1 angeordnet sind. Die Sensoren 9 können beliebig, frei auf der Oberfläche des Befestigungselements 1 angeordnet werden.
8 zeigt zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen mit je einem Befestigungselement 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Bezüglich der Befestigungselemente 1 wird auf die vorstehende Beschreibung verwiesen. Insgesamt fünf Sensoren 9 sind an der Außenseite der beiden Befestigungselemente 1 befestigt. Des Weiteren ist eine Basisstation 20 vorgesehen, welche eine drahtlose IO-Link Kommunikation 22 zu den Sensoren 9 realisiert. In diesem Ausführungsbeispiel findet die drahtlose IO-Link Kommunikation 22 zwischen der Basisstation 20 und allen Sensoren 9 statt. Allerdings kann die IO-Link Kommunikation 22 auch nur zu bestimmten Sensoren 9 ausgebildet sein, beispielsweise nur zu solchen, die ebenfalls für die IO-Link Kommunikation 22 eingerichtet sind. Auch wenn dieses Ausführungsbeispiel zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen und eine Basisstation 20 zeigt, kann die IO-Link Kommunikation 22 auch zu Sensoren 9 einer einzigen Vorrichtung oder zu Sensoren 9 einer Vielzahl von Vorrichtungen realisiert werden. Ferner können in weiteren Ausführungsbeispielen mehrere Basisstationen 20 vorgesehen sein, die mit den Sensoren 9 verbunden sind, wobei bevorzugt jeder Sensor 9 mit nur einer Basisstation 20 verbunden ist. Die Basisstation 22 ist mit einer nicht gezeigten Automatisierungsanlage verbunden. Über die IO-Link Kommunikation 22 werden dann Daten zu den Sensoren 9 und von den Sensoren 9 übertragen. Gleichzeitig wird elektrische Energie über den Port 5 und die hier nicht gezeigten Koppler 3 an die Sensoren übertragen, wie vorstehend dargestellt. Zudem können weitere Daten über den Port 5 übermittelt werden. Hierzu gehören z. B. die vorstehend genannten, die sich auf die Signalvorbereitungs-Einrichtung 2, den Bewegungssensor und/oder das Gyroskop und/oder den Temperatur beziehen.
Oben beschriebene Vorrichtungen kommen beispielsweise im Hygienebereich zum Einsatz.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012009494 A1 [0004]
DE 202015103359 U1 [0005]

Claims

Befestigungselement (1) für elektrische Einrichtungen, wobei wenigstens eine elektrische Einrichtung an dem Befestigungselement (1) befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (1) wenigstens einen Koppler (3) aufweist, welcher zumindest eine Kopplung mit der wenigstens einen an dem Befestigungselement (1) befestigten elektrischen Einrichtung ausbildet, über welche elektrische Energie und/oder Daten an die elektrische Einrichtung übertragbar sind, wobei die Kopplung eine kapazitive und/oder induktive Kopplung ist.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die wenigstens eine elektrische Einrichtung ein elektrisches Gerät ist.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die wenigstens eine elektrische Einrichtung ein Adapter (91) für ein elektrisches Gerät ist, der einen Adapterport (92) aufweist, mit dem das elektrische Gerät verbindbar ist und über den elektrische Energie und/oder Daten an das elektrische Gerät und/oder von dem elektrischen Gerät übertragbar sind.
Befestigungselement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Gerät ein Sensor (9) und/oder ein Aktor ist.
Befestigungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass über die Kopplung zusätzlich Daten von der wenigstens einen elektrischen Einrichtung an den wenigstens einen Koppler (3) übertragbar sind.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (1) eine Mehrzahl von Kopplern (3) aufweist, welche zumindest eine Kopplung mit der wenigstens einen elektrischen Einrichtung ausbildet.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsfläche des Kopplers vergrößert ist, indem eine Übertragungseinrichtung des wenigstens einen Kopplers (3) größer dimensioniert ist.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den wenigstens einen Koppler (3) gleichzeitig mehrere elektrische Einrichtungen koppelbar sind.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (1) einen geschlossenen Körper bildet, dass die wenigstens eine elektrische Einrichtung (9) an der Außenseite des Befestigungselements befestigbar ist und dass der wenigstens eine Koppler (3) innerhalb des Befestigungselements (1) angeordnet ist.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (1) in Form einer Stange ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine elektrische Einrichtung an der Mantelfläche der Stange befestigbar ist und die Kopplung zwischen dem wenigstens einen Koppler (3) und der wenigstens einen elektrischen Einrichtung in radialer Richtung bezüglich der Stange erfolgt.
Befestigungselement (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange gekrümmt ist.
Befestigungselement (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange flexibel ist
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppler (3) an dem Befestigungselement (1) einer auf den anderen folgend angeordnet sind.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppler (3) innerhalb des Befestigungselements (1) in einer Ebene angeordnet sind.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Koppler (3) auf einer Platine, die Teil des Befestigungselements (1) ist, ausgebildet ist.
Befestigungselement (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Komponenten des wenigstens einen Kopplers (3) mittels Leiterbahnen der Platine realisiert sind.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Signalverarbeitungs-Vorrichtung (2), welche ausgebildet ist den wenigstens einen Koppler (3) zu speisen.
Befestigungselement (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Koppler (3) ein Schalter (11) zur Verbindung des Kopplers mit der Signalvorbereitungs-Vorrichtung (2) zugewiesen ist.
Befestigungselement (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Koppler (3) eine separate Leitung (13') zur Verbindung des Kopplers (3) mit der Signalvorbereitungs-Vorrichtung (2) zugewiesen ist.
Befestigungselement (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalvorbereitungs-Vorrichtung (2) eingerichtet ist, mittels der kapazitiven und/oder induktiven Kopplung oder mittels einer Messung des Stromflusses durch die Koppler (3) die Zahl und/oder die Position der an dem Befestigungselement (1) befestigten elektrischen Einrichtungen festzustellen, und die Speisung der einzelnen Koppler (3) entsprechend der Zahl und/oder der Position der elektrischen Einrichtungen zu steuern.
Befestigungselement (1) nach einem der einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalvorbereitungs-Vorrichtung (2) eingerichtet ist, anhand der kapazitiven und/oder induktiven Kopplung eine Verschmutzung des Befestigungselements (1) festzustellen.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Beschleunigungssensor und/oder ein Gyroskop, welche Positionsänderungen des Befestigungselements (1) und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung registrieren.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Temperatursensor, der die Temperatur des Befestigungselements (1) und/oder der elektrischen Einrichtung misst.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Spannungswandler und einen Gleichrichter (8), die eingerichtet sind, die Spannung der zugeführten elektrischen Energie auf eine Spannung herunterzuregeln und gleichzurichten, welche von dem wenigstens einen Koppler (3) übertragen werden kann und von der wenigstens einen elektrischen Einrichtung verwendet werden kann.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Port (5; 6), über welchen das Befestigungselement (1) elektrische Energie erhält.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Port (5; 5'), welcher über eine digitale Kommunikations-Funktionalität aufweist
Befestigungselement (1) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Port (5; 5') für eine drahtlose Kommunikation eingerichtet ist.
Befestigungselement (1) nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Port (5; 5') für eine drahtgebundene IO-Link-Kommunikation oder für eine drahtlose IO-Link-Kommunikation eingerichtet ist.
Befestigungselement (1) nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl und/oder die Position der elektrischen Einrichtungen, Positionsänderungen des Befestigungselements (1) und/oder der elektrischen Einrichtungen und/oder die Temperatur des Befestigungselements (1) und/oder der elektrischen Einrichtungen über den Port (5; 5') auslesbar sind.
Befestigungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mechanische und/oder magnetische Befestigungsmittel, mittels denen die wenigstens eine elektrische Einrichtung an dem Befestigungselement (1) befestigbar sind.
Vorrichtung umfassend ein Befestigungselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 30 und wenigstens eine elektrische Einrichtung, die am Befestigungselement (1) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch eine Basisstation (20), die eingerichtet ist, eine drahtlose Kommunikation mit der wenigstens einen elektrischen Einrichtung zu realisieren.
Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikation zwischen der Basisstation (20) und der wenigstens einen elektrischen Einrichtung eine drahtlose IO-Link-Kommunikation (22) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, gekennzeichnet durch eine Alarmeinrichtung, die ein Alarmsignal ausgibt, wenn eine Positionsänderungen des Befestigungselements (1) und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung einen zugeordneten Schwellenwert und/oder die Temperatur des Befestigungselements (1) und/oder der wenigstens einen elektrischen Einrichtung einen zugeordneten Schwellenwert übersteigt.