DE202007018306U1

DE202007018306U1 - Messeinrichtung für modulare Steckverbinder

Info

Publication number: DE202007018306U1
Application number: DE202007018306U
Authority: DE
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2007-03-24
Filing date: 2007-03-24
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2017-03-25

Abstract

Messeinrichtung für einen modularen Steckverbinder, bei dem in einem Steckerverbindergehäuse ein Modulträgerrahmen angeordnet ist, der mehrere als Modulgehäuse (6, 8) ausgebildete Kontakteinsätze (3) aufnimmt, in denen elektrische Kontakte (10) in dazu vorgesehenen Aufnahmeöffnungen (4) eingefügt sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Kontakteinsätze (3) mindestens ein Messsensor (16) mit einer Auswerteeinheit (17) angeordnet ist, der in unmittelbarer Nähe von mindestens einem, der in den Aufnahmeöffnungen (4) eingefügten elektrischen Kontakte (10) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung für einen modularen Steckverbinder, bei dem in einem Steckerverbindergehäuse ein Modulträgerrahmen angeordnet ist, der mehrere als Modulgehäuse ausgebildete Kontakteinsätze aufnimmt, in denen elektrische Kontakte in dazu vorgesehenen Aufnahmeöffnungen eingefügt sind.
Eine derartige Messeinrichtung wird benötigt, um einige physikalische Messparameter, die für eine Steckverbindung wie für eine größere Installationseinheit relevant sein können, messtechnisch zu erfassen. Dazu gehören z. B. die Stromstärke, die über die Kontakte geführt wird sowie die dabei herrschende Temperatur, wie auch Beschleunigungsmessungen zur Ermittlung der Vibration bei Steckverbindern, die ständigen Erschütterungen ausgesetzt sind.
Stand der Technik
Aus der DE 202 05 787 U1 ist ein modularer Steckverbinder bekannt, dessen einzelne Steckmodule mit verschiedenartigen elektrischen, elektronischen oder auch pneumatischen Schaltmittels ausgerüstet sind, die eine gewisse Signalmanipulation bereits vor Ort, also in der Steckverbindung nahe dem Verbraucher und nicht erst im Schaltschrank ausführen können.
Bisher ist aber eine direkte Überwachung bestimmter, für eine Steckverbindung wichtiger physikalischer Daten, für einen einzelnen Kontakt, z. B. die Strommessung für Energiebussysteme mit 3 Leiterkabeln, nicht so einfach realisierbar gewesen.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Messeinrichtung zur Überwachung von Messdaten auszubilden, mittels derer verschiedene physikalische Größen wie Strom, Spannung, Frequenz, Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit, sowie Beschleunigung zur Ermittlung von Vibrationen an Steckverbindern bzw. von den im Steckverbinder angeordneten elektrischen Kontakten erfassbar sind.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in einem der Kontakteinsätze mindestens ein Messsensor mit einer Auswerteeinheit angeordnet ist, der in unmittelbarer Nähe von mindestens einem, der in den Aufnahmeöffnungen eingefügten elektrischen Kontakte angeordnet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2–7 angegeben.
Steckverbindungen sind Kontaktierungseinrichtungen, bei denen mindestens zwei elektrische Leiter mittels kontaktierender elektrischer Kontakte trennbar bzw. miteinander verbindbar sind.
Die Messung physikalischer Parameter an den elektrischen Kontakten im Dauerbetrieb ist bisher nur durch eine zusätzliche mit einem entsprechenden Sensor ausgerüsteten Messstation möglich, die in einem eigenen Gehäuse untergebracht oder als zusätzliches Betriebsmittel vorgesehen ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass hiermit Messparameter während der laufenden Nutzung auch von mehreren Steckverbindungskontakten innerhalb eines Steckverbindergehäuses gleichzeitig erfassbar sind.
Dazu gehören separate Strommessungen einzelner elektrischer Leitungen in einem Kabelverbund, Spannungsmessungen, Temperatur- wie auch Vibrationsmessungen bei Steckverbindungen, die ständigen Erschütterungen ausgesetzt sind.
Zur Kontrolle z. B. einer Strommessung, sind außerhalb der elektrischen Steckkontakte auf dem Modulgehäuse, so genannte Hallsensoren angeordnet, die durch eine Erfassung des durch den Stromfluss erzeugten Magnetfeldes, den durch den Kontakt fließenden Strom ermitteln.
Mittels derartiger Kontrollmessungen kann insbesondere der Einsatz einer Steckverbindung in Grenzbereichen deren Haltbarkeit bzw. korrekter Einsatz überprüft und getestet werden.
Dabei gelangt durch den Einsatz von MID-Technologie (Molded Interconnect Devices = Formteile mit einer integrierten Leiterbahnstruktur) eine äußerst platzsparende Variante zum Einsatz, da z. B. auf einem nichtleitenden Modulgehäuse die erforderlichen Leiterbahnen mit den elektronischen Bauteilen direkt aufgebracht und versiegelt werden können.
Ein oder mehrere Messsensoren mit einer zugehörigen Auswerteeinheit sind dabei vorteilhafterweise auf einem Substrat oder einem separaten Baugruppenträger oder direkt auf dem Modulgehäuse positioniert.
Bei der hier vorgestellten Messmethode sind eine Anzahl von Modulgehäusen in einem Modulträgerrahmen innerhalb eines Steckverbindergehäuses angeordnet.
In den Modulgehäusen sind elektrische Steckkontakte in Aufnahmeöffnungen eingefügt, von denen bestimmte Messparameter zu bestimmen sind.
Dazu ist mindestens an einem Modulgehäuse, vorteilhafterweise mittels MID-Technologie, eine Messeinrichtung mit einem Messsensor und einer Auswerteeinheit derartig integriert, das die Signalübermittlung wie auch die Energieversorgung mittels einer Kontakteinheit erfolgt, die auf Kontakte eines unmittelbar neben dem ersten Modulgehäuse angeordneten zweiten Modulgehäuse trifft.
Aus diesem zweiten Modulgehäuse werden die Signale mittels elektrischer Leiter an eine Kontrolleinrichtung weitergeführt.
Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, die Messeinrichtung komplett in das zweite Modulgehäuse zu integrieren. Wobei zum einen eine MID-Lösung wie auch eine Lösung, bei der die Messeinrichtung auf einem separaten Baugruppenträger angeordnet ist und in das Modulgehäuse einsetzbar ist.
Damit ist eine relativ einfache Messung von Betriebsgrößen direkt an einem Steckkontakt in einem Modulgehäuse eines Steckverbinders möglich, womit die ansonsten zusätzlichen Kosten für Verkabelung und Anschluss der Messeinrichtung entfallen.
Auch ist durch eine derartige Anordnung eine einfache Überwachung eines damit verbundenen Verbrauchers möglich.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 einen erstes Modulgehäuse mit einer Messeinrichtung für physikalische Messgrößen,
2 ein erstes Modulgehäuse und ein zweites Modulgehäuse zur Weiterleitung der Messsignale der Messeinrichtung, und
3 eine im zweiten Modulgehäuse integrierte Messeinrichtung.
In der 1 ist ein erstes Modulgehäuse 6 mit einem Kontakteinsatz 3 gezeigt, in dem drei Hochstromkontakte 10 angeordnet sind. Mehrere derartige Modulgehäuse werden in einem Modulträgerrahmen zusammengefasst und in ein entsprechendes Steckverbindergehäuse eingesetzt.
Die erforderlichen Leiterbahnen für eine Messeinrichtung 15 mit einem elektronischen Sensor 16 und eine eventuell zusätzliche Auswerteeinheit 17 sind direkt mittels MID-Technik auf die Wand des ersten Modulgehäuses 6 aufgebracht, bzw. darin integriert.
Dazu sind für die Signalübergabe an ein zweites Modulgehäuse 8 erforderliche Kontaktpunkte 7 vorgesehen.
In der 2 ist das erste Modulgehäuse 6 neben dem zweiten Modulgehäuse 8 dargestellt.
Da in dem ersten Modulgehäuse 6 nur Platz für die Messeinrichtung ist, muss die für die Sensoren bereitzustellende Spannungsversorgung sowie für die Abfrage der Signalspannung eine gesonderte Kontaktierungsmöglichkeit geschaffen werden.
Dazu sind an dem ersten Modulgehäuse 6 Kontaktpunkte 7 vorgesehen, die von einer mit federnden Kontakten 21 ausgerüsteten Kontakteinheit 9 des zweiten Modulgehäuses 8 kontaktiert werden.
Werden die beiden Modulgehäuse in dem Modulträgerrahmen unmittelbar nebeneinander zusammengesteckt, können die Signale aus dem ersten in das zweite Modulgehäuse 8 und von dort mittels daran angeschlossener elektrischer Leiter 23 zu einer weiter entfernten Kontrolleinheit weitergeleitet werden.
Des Weiteren ist vorgesehen, in Abhängigkeit von den Platzverhältnissen bezüglich der zu überwachenden elektrischen Steckkontakte 10 im ersten Modulgehäuse 6, die Messeinrichtung 15 mit einer eventuell erforderlichen Übertragungseinheit komplett in das zweite Modulgehäuse 8 zu integrieren, und von hier mittels der elektrischen Leiter 23 an eine weiter entfernte Kontrolleinheit zu übermitteln. Wobei die Kontaktpunkte 7 auch ins Innere des Kontakteinsatzes geführt sind und mit den elektrischen Leitern 23 zu verbinden sind. (3)
Dabei kann die Messeinrichtung 15 ebenfalls mittels MID-Technologie in einer Seitenwand des zweiten Modulgehäuses 6 oder als separater Baugruppenträger in das zweite Modulgehäuse 6 einsetzbar ausgestaltet sein, wobei die Energieversorgung und die Signalübermittlung über an den Baugruppenträger angeschlossene elektrische Leiter 23 erfolgt.
Als weitere Variante ist vorgesehen, im ersten Modulgehäuse 6 die Messeinrichtung 15 zu implementieren und deren Sensordaten wie auch die Energieversorgung mittels einer induktiven Ankopplung aus dem zweiten Modulgehäuse mit einer dort integrierten Übertragungseinheit, die als Baugruppenträger oder als spritzgegossenes Modulgehäuse die Daten an eine Kontrolleinheit weiterleitet.

Claims

Messeinrichtung für einen modularen Steckverbinder, bei dem in einem Steckerverbindergehäuse ein Modulträgerrahmen angeordnet ist, der mehrere als Modulgehäuse (6, 8) ausgebildete Kontakteinsätze (3) aufnimmt, in denen elektrische Kontakte (10) in dazu vorgesehenen Aufnahmeöffnungen (4) eingefügt sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Kontakteinsätze (3) mindestens ein Messsensor (16) mit einer Auswerteeinheit (17) angeordnet ist, der in unmittelbarer Nähe von mindestens einem, der in den Aufnahmeöffnungen (4) eingefügten elektrischen Kontakte (10) angeordnet ist.
Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (16) und die Auswerteeinheit (17) mittels MID-Technologie auf dem ersten Modulgehäuse (6) integriert ist.
Messeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsignale aus der Auswerteeinheit (17) über dazu vorgesehene, außenliegende Kontaktpunkte (7) des ersten Modulgehäuses (6) an eine unmittelbar daneben angeordnete, außenliegende Kontakteinheit (9) eines zweites Modulgehäuses (8) weitergeleitet werden.
Messeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinheit (9) im zweiten Modulgehäuse (8) mit einseitig federnden Kontaktelementen (21) die Signal- und Energieversorgung zum ersten Modulgehäuse kontaktiert.
Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (16) und die Auswerteeinheit (17) im zweiten Modulgehäuse (8) mittels MID-Technologie integriert ist.
Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsensor (16) und die Auswerteeinheit (17) auf einem Baugruppenträger im zweiten Modulgehäuse (8) angeordnet ist wobei der Baugruppenträger zur Signal- und Versorgungsübertragung mit elektrischen Leitern (23) verbunden ist.
Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal- und Energieversorgung mittels einer induktiven Ankopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Modulgehäuse erfolgt, wobei die Messeinrichtung im ersten Modulträger untergebracht wird und die Weiterleitung mit einer Übertragungseinrichtung im zweiten Modulträger an eine Kontrolleinheit erfolgt.