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Die Erfindung betrifft einen berührungslosen Sensor,
insbesondere Wegsensor, mit einem Sensorgehäuse und einem in dem Sensorgehäuse angeordneten
Steckereinsatz oder Kontakteinsatz zum Einstecken eines Steckers,
wobei durch Einstecken des Steckers eine elektrische Verbindung
zwischen dem Sensor und einer Auswerteelektronik über eine
dem Stecker zugeordnete elektrische Verbindungseinrichtung, vorzugsweise
ein Kabel, herstellbar ist.
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Berührungslose Sensoren der eingangs
genannten Art sind aus der Praxis bekannt und existieren in unterschiedlichen
Ausführungsformen
und Größen. Derartige
berührungslose
Sensoren messen beispielsweise den Abstand, die Länge, Dimension
oder Position gegen elektrisch leitende Messobjekte.
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Zur Gewährleistung eines einfachen
Austauschs defekter Sensoren oder auch im Hinblick auf einen Austausch
eines bestimmten Sensortyps gegen einen anderen Sensortyp ist es
bekannt, in einem Sensorgehäuse
einen Steckereinsatz zum Einstecken eines Steckers anzuordnen. Dabei
wird durch Einstecken des Steckers eine elektrische Verbindung zwischen
dem Sensor und einer Auswerteelektronik über eine dem Stecker zugeordnete
elektrische Verbindungseinrichtung in Form eines Kabels hergestellt.
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In der Praxis hat sich bei dem bekannten Sensor
herausgestellt, dass es bei der Steckverbindung zwischen Stecker
und Steckereinsatz und bei der elektrischen Verbindung zwischen
Steckereinsatz und Sensor häufig
zu Wackelkontakten kommen kann. Als Lösung hierfür ist ein Steckereinsatz entwickelt
worden, der in den Sensor nachträglich
hineingeschraubt werden kann. Hierdurch ist zwar die Kontaktproblematik
zwischen Steckereinsatz und Sensor lösbar, jedoch ist zum einen
die Kontaktproblematik zwischen Stecker und Steckereinsatz nach
wie vor vorhanden und ist zum anderen problematisch, dass ein Hineinschrauben
des Steckereinsatzes in den Sensor bei eingestecktem Stecker zu
einem Verdrehen des sich an den Stecker anschließenden Anschlusskabels führt. Insgesamt
ist die Kontaktierung des Sensors daher noch unbefriedigend und
unzuverlässig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der eingangs genannten
Art anzugeben, bei dem eine zuverlässige elektrische Verbin dung
zwischen Sensor und Auswerteelektronik mit konstruktiv einfachen
Mitteln realisiert ist.
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Erfindungsgemäß ist die voranstehende Aufgabe
durch einen Sensor mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Danach
ist der Sensor derart ausgestaltet und weitergebildet, dass der
Steckereinsatz oder Kontakteinsatz in Verbindung mit dem Sensorgehäuse eine
komplette Steckverbindung ergibt.
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Hierdurch ist in erfindungsgemäßer Weise eine
zuverlässige
elektrische Verbindung zwischen Sensor und Auswerteelektronik mit
konstruktiv einfachen Mitteln realisiert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung
des Sensors ist der Steckereinsatz in das Sensorgehäuse integriert
und weist der Stecker neben elektrischen Kontakten einen Verriegelungsmechanismus zur
Verriegelung mit dem Sensor auf.
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Hierdurch ist eine besonders zuverlässige elektrische
Verbindung zwischen dem Steckereinsatz und Sensorelementen durch
eine Integration des Steckereinsatzes in das Sensorgehäuse realisierbar.
Hierbei ist eine nachträgliche
Verschraubung zwischen Sensorgehäuse
und Steckereinsatz vermieden und ein Einfügen des Steckereinsatzes in das
Sensorgehäuse
schon bei der Herstellung des Sensors realisiert. Zur weiteren Optimierung
der elektrischen Verbindung zwischen dem Sensor und der Auswerteelektronik
weist der Stecker einen Verriegelungsmechanismus zur Verriegelung
mit dem Sensor auf. Durch den Verriegelungsmechanismus ist ein besonders
sicherer Sitz des Steckers im Steckereinsatz realisiert. Wackelkontakte
werden hierdurch vermieden.
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Der Verriegelungsmechanismus des
Steckers könnte
in einfacher Weise direkt mit dem Sensorgehäuse oder dem Sensor zusammenwirken.
Im Hinblick auf eine besonders sichere und stabile Anordnung des
Steckers im Steckereinsatz könnte
in dem Sensorgehäuse
ein mit dem Verriegelungsmechanismus des Steckers zusammenwirkender
Verriegelungseinsatz angeordnet sein. Durch die sichere Zusammenwirkung
zwischen Verriegelungsmechanismus des Steckers und Verriegelungseinsatz
des Sensorgehäuses
könnte
eine besonders sichere elektrische Verbindung gewährleistet
sein. Der Verriegelungseinsatz könnte
in weiter einfacher Weise integral mit dem Steckereinsatz oder am
Steckereinsatz ausgebildet sein.
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Weiterhin im Hinblick auf eine besonders
sichere elektrische Verbindung könnte
der Verriegelungseinsatz zur Vermeidung eines ungewollten Ablösens des
Verriegelungseinsatzes vom Sensorgehäuse in das Sensorgehäuse integriert
sein. Hierbei könnte
ein Einpressen des Verriegelungseinsatzes in das Sensorgehäuse erfolgen.
Alternativ hierzu könnte
der Verriegelungseinsatz in besonders stabiler Weise mit dem Sensorgehäuse vergossen
sein. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten der Kopplung von
Verriegelungseinsatz und Sensorgehäuse gegeben.
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In konstruktiv einfacher Weise könnte der Verriegelungseinsatz
im Wesentlichen als Hülse
ausgebildet sein. Hierdurch ist ein besonders sicherer Eingriff
mit dem Verriegelungsmechanismus des Steckers gewährleistet.
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Falls der Verriegelungseinsatz als
elektrisch leitendes Element des Sensors ausgebildet ist, könnte der
Verriegelungseinsatz zur Sicherstellung einer besonders verlustfreien
elektrischen Verbindung vergoldet sein.
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Im Konkreten könnte zur einfachen Realisierung
einer elektrischen Verbindung durch das Zusammenwirken des Verriegelungsmechanismus
und des Verriegelungseinsatzes oder eines Kontaktkragens im eingesteckten
Zustand des Steckers eine elektrische Verbindung bereitgestellt
sein. Mit anderen Worten dienen sowohl der Verriegelungsmechanismus
als auch der Verriegelungseinsatz oder Bauteile des Verriegelungsmechanismus
und des Verriegelungseinsatzes als elektrisch leitfähige Elemente des
Sensors.
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Die durch das Zusammenwirken des
Verriegelungsmechanismus und des Verriegelungseinsatzes bereitgestellte
elektrische Verbindung könnte
zur Übertragung
unterschiedlicher Signale in universeller Weise dienen. Dabei könnten in
besonders einfacher Weise Sensorsignale übertragen werden, d. h. durch Sensorelemente
aufgenommene Messsignale.
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Alternativ oder zusätzlich hierzu
könnte
die elektrische Verbindung in für
den Einsatz des Sensors komfortabler Weise zur Übertragung eines Kontrollsignals
hinsichtlich der korrekten Anordnung des Steckers im Steckereinsatz
oder Kontakteinsatz ausgebildet sein. Mit anderen Worten könnte über die elektrische
Verbindung ein Kontrollsignal genau dann übertragen werden, wenn der
Stecker korrekt im Ste ckereinsatz angeordnet ist. Bei fehlerhafter
Anordnung des Steckers im Steckereinsatz könnte das Kontrollsignal ausbleiben.
Hierdurch ist eine Fehlerdetektion hinsichtlich der Funktion des
Sensors realisierbar.
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Weiterhin im Hinblick auf eine besonders
sichere Anordnung des Steckers im Steckereinsatz könnte der
Verriegelungsmechanismus mindestens eine Verriegelungsfeder aufweisen.
Mit einer derartigen Verriegelungsfeder lässt sich eine Vorspannung bereitstellen,
die einen sicheren Sitz des Steckers im Steckereinsatz gewährleistet.
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Bei einer noch weiter vorteilhaften
Ausgestaltung könnte
hierzu die Verriegelungsfeder oder könnten hierzu die Verriegelungsfedern
derart abgeschrägt
und/oder vorgespannt sein, dass der Stecker während seines Einsteckens in
den Steckereinsatz oder zumindest während einer vorgebbaren Phase des
Einsteckvorgangs in den Steckereinsatz hineingezogen wird.
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Grundsätzlich und insbesondere im
Hinblick auf das mögliche
Hineinziehen des Steckers in den Steckereinsatz könnte das
Sensorgehäuse
oder der Verriegelungseinsatz mindestens eine Ausnehmung zum Eingriff
mit der Verriegelungsfeder oder den Verriegelungsfedern aufweisen.
Dabei könnte
die Ausnehmung derart an die Form der Verriegelungsfeder oder der
Verriegelungsfedern angepasst sein, dass ein besonders sicheres
Hineinziehen des Steckers in den Steckereinsatz und/oder eine besonders
sichere Anordnung des Steckers in seiner Endposition im Steckereinsatz
gewährleistet
ist.
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Bei einer vereinfachten Ausgestaltung
könnte
die Verriegelungsfeder oder könnten
die Verriegelungsfedern auch direkt mit dem Sensorgehäuse verriegeln.
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Im Hinblick auf eine weiterhin besonders
einfache Ausgestaltung des Sensors, bei der die Anzahl an Bauteilen
gering gehalten werden kann, könnte die
oben erwähnte
durch den Verriegelungsmechanismus und den Verriegelungseinsatz
hergestellte elektrische Verbindung und/oder auch eine beliebige andere
elektrische Verbindung über
die Verriegelungsfeder oder Verriegelungsfedern bereitgestellt sein.
Die Verriegelungsfeder oder die Verriegelungsfedern dienen dabei
als elektrische Leiter.
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Im Hinblick auf eine besonders sichere
und stabile Integration des Steckereinsatzes im Sensorgehäuse könnte der
Steckereinsatz oder Kontakteinsatz mit dem Sensorgehäuse vergossen
sein. Es ist jedoch auch ein Einpressen des Steckereinsatzes oder
Kontakteinsatzes in das Sensorgehäuse denkbar, um eine integrale
Ausgestaltung zu realisieren.
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Im Konkreten könnte der Steckereinsatz oder
Kontakteinsatz Innenkontakte des Sensors, vorzugsweise einen Mittelleiter
und einen Innenschirm, aufweisen. Diese Innenkontakte könnten direkt
mit Sensorelementen des Sensors in Verbindung stehen.
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Bei einer weiter konkreten Ausgestaltung des
Sensors könnte
der Steckereinsatz oder Kontakteinsatz ein koaxialer, triaxialer
oder mehrpoliger Steckereinsatz oder Kontakteinsatz sein. Eine besonders
interessante Anwendung des erfindungsgemäßen Sensors könnte durch
eine Ausgestaltung des Sensors als kapazitiver Wegsensors realisiert
sein. Der grundsätzliche
Anwendungsbereich des Sensors könnte
sich in besonders vorteilhafter Weise auf die Halbleiterindustrie
erstrecken, wobei hier ein Einsatz bei Produktionsmaschinen, Optiken
usw. denkbar ist.
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Bei einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung könnte der
Kontakteinsatz oder Steckereinsatz zur Übertragung von Gasen und/oder
Flüssigkeiten
ausgebildet sein. Letztendlich könnten
jegliche fluiden oder liquiden Medien übertragen werden. Hierdurch könnte beispielsweise
ein stickstoffumspülter
Sensor realisiert werden. Derartige Ausgestaltungen sind insbesondere
im ex-geschützten
Bereich von Bedeutung.
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Grundsätzlich könnte das Sensorgehäuse in besonders
flexibler Weise aus einem oder mehreren Teilen bestehen. Hierbei
ist auf den jeweiligen Anwendungsfall abzustellen.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits
auf die nachfolgende Erläuterung
eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Sensors anhand
der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung
des bevorzugten Ausführungsbei spiels
des erfindungsgemäßen Sensors
anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
die einzige Fig. in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten,
ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Sensors.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen und
teilweise geschnittenen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen berührungslosen
Sensors. Der Sensor weist ein Sensorgehäuse 1 und einen in
dem Sensorgehäuse 1 angeordneten
Steckereinsatz 2 oder Kontakteinsatz 2 zum Einstecken
eines Steckers 3 auf. Durch das Einstecken des Steckers 3 ist
eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensor und einer nicht
gezeigten Auswerteelektronik über
ein dem Stecker 3 zugeordnetes Kabel 4 herstellbar.
Im Hinblick auf eine zuverlässige
elektrische Verbindung zwischen dem Sensor und der Auswerteelektronik
ist der Steckereinsatz 2 in das Sensorgehäuse 1 integriert
und weist der Stecker 3 neben elektrischen Kontakten einen
Verriegelungsmechanismus 5 zur Verriegelung mit dem Sensor
auf.
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In dem Sensorgehäuse 1 ist weiterhin
ein mit dem Verriegelungsmechanismus 5 des Steckers 3 zusammenwirkender
Verriegelungseinsatz 6 angeordnet. Der Verriegelungseinsatz 6 ist
ebenfalls in das Sensorgehäuse 1 integriert,
wobei der Verriegelungseinsatz 6 auch integral mit dem
Steckereinsatz 2 ausgebildet sein kann.
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Durch das Zusammenwirken des Verriegelungsmechanismus 5 und
des Verriegelungseinsatzes 6 im eingesteckten Zustand des
Steckers 3 ist eine elektrische Verbindung bereitgestellt,
wobei sowohl der Verriegelungsmechanismus 5 als auch der Verriegelungseinsatz 6 als
leitende Bauteile ausgebildet sind. Die durch den Verriegelungsmechanismus 5 und
den Verriegelungseinsatz 6 ausgebildete elektrische Verbindung
kann zur Übertragung
von Sensorsignalen genutzt werden.
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Zur sicheren Anordnung des Steckers 3 im Sensorgehäuse 1 weist
der Verriegelungsmechanismus 5 zwei Verriegelungsfedern 7 auf,
die mit in dem Verriegelungseinsatz 6 ausgebildeten Ausnehmungen 8 eingreifen
können.
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Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel dienen
die Verriegelungsfedern 7 selbst als elektrische Leiter.
Der Steckereinsatz 2 weist einen Mittelleiter 9 und
einen Innenschirm 10 des Sensors auf. Insgesamt ist der
Steckereinsatz 2 als triaxialer Steckereinsatz 2 ausgebildet.
Der in der einzigen Fig. gezeigte Sensor ist ein kapazitiver Wegsensor
mit einem Kontaktkragen 11.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Sensors wird zur Vermeidung
von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie
auf die beigefügten Schutzansprüche verwiesen.
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Schließlich sei ausdrücklich darauf
hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Sensors
lediglich zur Erörterung
der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.