DE202012100292U1

DE202012100292U1 - Optischer Sensor

Info

Publication number: DE202012100292U1
Application number: DE201220100292
Authority: DE
Original assignee: Duerr Assembly Products GmbH
Current assignee: Duerr Assembly Products GmbH
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2012-02-27
Anticipated expiration: 2022-01-28

Abstract

Optischer Sensor (2), wobei von dem optischen Sensor mehrere Lichtlinien ausgesendet werden, wobei der optische Sensor (2) ein metallisches Gehäuse aufweist, wobei der optische Sensor (2) zwei Leitungen (3, 207; 4, 208) zur Versorgung des optischen Sensors (2) mit elektrischer Energie aufweist, wobei die elektrische Energie durch eine Gleichspannung zugeführt wird, wobei die erste Leitung (3, 207) einen positiven Spannungspegel aufweist und wobei die zweite Leitung (4, 208) einen gegenüber diese aufweist, wobei dem Sensor (2) weiterhin wenigstens eine weitere Leitung (5, 209) zur Beaufschlagung mit einem Steuersignal zugeführt ist, wobei das Steuersignal aus einer positiven Spannung gegenüber der zweiten Leitung (4, 208) besteht, wobei das metallische Gehäuse des Sensors (2) weiterhin eine PE-Kontaktierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Leitung (3, 4) zur Versorgung des Sensors (2) mit elektrischer Energie sowie die wenigstens eine weitere Leitung (5) zur Beaufschlagung mit...

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige optische Sensoren sind bekannt und werden von der Anmelderin unter der Bezeichnung x-3Dprofile^® angeboten („x-3Dprofile” ist eine eingetragene Marke der Dürr Assembly Products GmbH). Die Sensoren sind dabei in einem metallischen Gehäuse untergebracht. Diese optischen Sensoren werden in Fahrzeugprüfständen verwendet zur Vermessung der Radgeometrie an Kraftfahrzeugen. Dazu werden von den optischen Sensoren mehrere Lichtlinien auf die äußere Fläche eines Rades projiziert. Das Bild dieser Linien auf der jeweiligen äußeren Fläche des Rades wird dann aufgenommen und ausgewertet, um daraus die entsprechenden Werte der Radgeometrie abzuleiten. Ein entsprechender Sensor mit einem Auswertungsverfahren ist beispielsweise beschrieben in der DE 10 2006 036 671 A1 sowie in der DE 10 2008 045 307 A1 .
Der Sensor weist ein metallisches Gehäuse auf. Zwei Leitungen sind vorgesehen zur Versorgung des Sensors mit elektrischer Energie. Die elektrische Energie wird in Form einer Gleichspannung (24 V) zugeführt. Eine erste Leitung weist dabei einen positiven Spannungspegel auf und eine zweite Leitung einen gegenüber dieser ersten Leitung negativen Spannungspegel. Dem Sensor wird weiterhin wenigstens eine weitere Leitung zur Beaufschlagung mit einem Steuersignal zugeführt, wobei das Steuersignal aus einer positiven Spannung gegenüber der zweiten Leitung besteht. Das metallische Gehäuse des Sensors weist weiterhin eine PE-Kontaktierung auf.
Es hat sich gezeigt, dass ein derartiger Sensor den üblichen EMV (Elektro-Magnetische-Verträglichkeit) Anforderungen gerecht wird und in seinem Betrieb ausreichend unempfindlich ist gegenüber Schwankungen der Signalpegel auf den Leitungen sowie gegenüber induktiv und/oder kapazitiv eingekoppelten Störungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die elektromagnetische Verträglichkeit des Sensors zu verbessern, so dass dieser auch unter sehr ungünstigen Bedingungen noch betrieben werden kann, die jenseits der üblichen Anforderungen liegen.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst, indem die erste und die zweite Leitung zur Versorgung des Sensors mit elektrischer Energie sowie die wenigstens eine weitere Leitung zur Beaufschlagung mit einem Steuersignal einer Signalfiltereinheit zugeführt werden. Die Signalfiltereinheit weist ein metallisches Gehäuse auf und ist unmittelbar an der Außenseite des metallischen Gehäuses des Sensors angeordnet und weist mit diesem Sensor eine Kontaktfläche auf, die größer ist als 2 cm². Das metallische Gehäuse der Signalfiltereinheit weist weiterhin eine PE-Kontaktierung auf. Die Leitungen werden zu der Signalfiltereinheit mit jeweils einer Abschirmung zugeführt, wobei diese Abschirmungen bei der Kabeleinführung in die Signalfiltereinheit mit dem metallischen Gehäuse der Signalfiltereinheit kontaktiert werden. Im Inneren der Signalfiltereinheit sind zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung sowie zwischen der wenigstens einen weiteren Leitung und der zweiten Leitung sowie zwischen der ersten Leitung und der wenigstens einen weiteren Leitung jeweils eine Varistor-Schaltung angeordnet. Weiterhin sind jeweils eine Varistor-Schaltung zwischen der ersten Leitung und der PE-Kontaktierung, zwischen der zweiten Leitung und der PE-Kontaktierung sowie zwischen der wenigstens einen weiteren Leitung und der PE-Kontaktierung angeordnet. Nachfolgend zu den Varistor-Schaltungen durchläuft jede der Leitungen nochmals eine EMV-Filterschaltung, wobei die Leitungen vom Ausgang der jeweiligen EMV-Filterschaltung mit jeweils einer Abschirmung in den Sensor hineingeführt sind.
Dabei hat es sich insbesondere als zweckmäßig erwiesen, die Varistor-Schaltungen sowie die EMV-Filterschaltung in einer von dem optischen Sensor räumlich getrennten Signalfiltereinheit mit einem eigenen metallischen Gehäuse unterzubringen und dieses Gehäuse wiederum flächig mit dem metallischen Gehäuse des optischen Sensors zu kontaktieren. Diese flächige Kontaktierung ist dabei elektrisch leitend.
Dabei ist vorteilhaft die Signalfiltereinheit in Form eines Quaders ausgebildet, wobei dieser Quader vorteilhaft über eine seiner größten Flächen vollflächig mit dem optischen Sensor kontaktiert ist.
Vorteilhaft ist die Kontaktfläche zwischen der Signalfiltereinheit und dem Sensor im Kontaktbereich sowohl hinsichtlich des optischen Sensors sowie auch hinsichtlich der Signalfiltereinheit unlackiert. Dadurch lassen sich Potentialverschiebungen zwischen den metallischen Gehäusen auf Grund eines Kontaktwiderstandes durch den Lack in der Kontaktfläche vermeiden.
Durch die räumliche Anordnung der Signalfiltereinheit außerhalb des optischen Sensors werden vorteilhaft Störsignale außerhalb des optischen Sensors gehalten, die in der Signalfiltereinheit aus dem Signal entfernt und in der Signalfiltereinheit abgeleitet werden.
Die PE-Kontaktierung des metallischen Gehäuses der Signalfiltereinheit kann realisiert sein, indem das metallische Gehäuse selbst direkt über eine Leitung auf PE-Potential mit dem PE-Potential verbunden ist. Die PE-Kontaktierung kann auch realisiert sein durch die Kontaktfläche der Signalfiltereinheit mit dem optischen Sensor, dessen metallisches Gehäuse selbst wiederum mit dem PE-Potential verbunden ist.
Durch die Abschirmungen der Kabel und die Verbindung der Abschirmungen mit dem PE-Potential durch die Kontaktierung der Abschirmungen mit dem metallischen Gehäuse der Signalfiltereinheit wird vorteilhaft die Beeinflussung der über die Kabel gesendeten Signale und Spannungspegel durch äußere Störsignale reduziert. Bei reduzierter Signalqualität im Leitungsnetz und eventuell im Leitungsnetz auftretenden Spannungsspitzen wird durch die Abschirmung der Kabel weiterhin das Aussenden von Störsignalen durch die Kabel reduziert.
Durch die Varistor-Schaltungen, die vor den weiteren EMV-Filterschaltungen angeordnet sind, werden vorteilhaft im Leitungsnetz auftretende Spannungsspitzen frühzeitig abgebaut und abgeführt. Diese Varistor-Schaltungen bestehen im einfachsten Fall aus jeweils einem einzigen Varistor, dessen Kennlinie entsprechend den Spannungspegeln der 24 V-Gleichspannung ausgelegt ist. Vorteilhaft sind die Varistoren also so ausgelegt, dass diese gegenüber den im Normalbetrieb auftretenden Spannungen hochohmig sind und dass deren Widerstand verschwindet, wenn Spannungsspitzen auftreten.
Durch diese Varistor-Schaltungen müssen in den nachfolgenden EMV-Filterschaltungen nur noch geringere Störsignalpegel ausgeglichen werden.
Vorteilhaft wird das erneute Einkoppeln von Störsignalen nach der EMV-Filterschaltung vermieden, indem die Leitungen mit jeweils einer Abschirmung in den Sensor hineingeführt sind. Vorteilhaft ist auch diese Abschirmung wiederum mit dem Gehäuse des optischen Sensors kontaktiert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt dabei:
1: eine Anordnung der Signalfiltereinheit zu dem optischen Sensor und
2: die Anordnung der Varistor-Schaltungen in der Signalfiltereinheit.
1 zeigt eine Signalfiltereinheit 1. Diese ist auf der Außenseite eines optischen Sensors 2 angeordnet. Dabei ist eine der beiden größten Seitenflächen der quaderförmigen Signalfiltereinheit 1 flächig mit der Oberfläche des optischen Sensors 2 kontaktiert.
Dieser Signalfiltereinheit 1 werden in dem Ausführungsbeispiel drei Leitungen 3, 4 und 5 zugeführt. Diese Leitungen sind jeweils von einer Abschirmung umgeben. Diese Abschirmungen sind beim Eintritt der Leitungen in die Signalfiltereinheit 1 mit dem metallischen Gehäuse der Signalfiltereinheit 1 kontaktiert.
In der Signalfiltereinheit 1 ist eine Schaltung entsprechend der Darstellung der 2 realisiert.
Die Leitung 3 hat einen Spannungspegel von +24 V gegenüber der Leitung 4. Die Leitung 5 hat einen schaltbaren Spannungspegel von ebenfalls +24 V gegenüber der Leitung 4. Über die Leitung 5 kann durch Zu- bzw. Abschalten des Spannungspegels dem optischen Sensor 2 ein Steuersignal zugeführt werden.
Es ist zu sehen, dass die Leitung 3 durch den Varistor 201, die Leitung 4 durch den Varistor 202 und die Leitung 5 durch den Varistor 203 mit dem PE-Potential verbunden sind.
Weiterhin sind die Leitungen 3 und 5 jeweils über einen Varistor 204 bzw. 205 mit der Leitung 4 verbunden. Weiterhin sind die Leitungen 3 und 5 über einen Varistor 200 miteinander verbunden.
Anschließend sind die Leitungen 3, 4 und 5 einer EMV-Filterschaltung 206 zugeführt. Vom Ausgang der EMV-Filterschaltung 206 werden die Leitungen 207, 208, 209 dem optischen Sensor 2 zugeführt. Die Leitungen sind dabei geschirmt, wobei diese Schirmung vorteilhaft mit dem metallischen Gehäuse des optischen Sensors 2 kontaktiert ist.
In der Darstellung der 2 ist zu sehen, dass der optische Sensor 2 sowie die Signalfiltereinheit 1 eine gemeinsame Fläche aufweisen.
Die Kabel 3, 4 und 5 sind in der Zuführung zu der Signalfiltereinheit 1 geschirmt. Die Abschirmung ist im Bereich der Leitungseinführung in die Signalfiltereinheit 1 mit dem metallischen Gehäuse der Signalfiltereinheit kontaktiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006036671 A1 [0002]
DE 102008045307 A1 [0002]

Claims

Optischer Sensor (2), wobei von dem optischen Sensor mehrere Lichtlinien ausgesendet werden, wobei der optische Sensor (2) ein metallisches Gehäuse aufweist, wobei der optische Sensor (2) zwei Leitungen (3, 207; 4, 208) zur Versorgung des optischen Sensors (2) mit elektrischer Energie aufweist, wobei die elektrische Energie durch eine Gleichspannung zugeführt wird, wobei die erste Leitung (3, 207) einen positiven Spannungspegel aufweist und wobei die zweite Leitung (4, 208) einen gegenüber dieser ersten Leitung (3, 207) negativen Spannungspegel aufweist, wobei dem Sensor (2) weiterhin wenigstens eine weitere Leitung (5, 209) zur Beaufschlagung mit einem Steuersignal zugeführt ist, wobei das Steuersignal aus einer positiven Spannung gegenüber der zweiten Leitung (4, 208) besteht, wobei das metallische Gehäuse des Sensors (2) weiterhin eine PE-Kontaktierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Leitung (3, 4) zur Versorgung des Sensors (2) mit elektrischer Energie sowie die wenigstens eine weitere Leitung (5) zur Beaufschlagung mit einem Steuersignal einer Signalfiltereinheit (1) zugeführt werden, wobei die Signalfiltereinheit (1) ein metallisches Gehäuse aufweist und unmittelbar an der Außenseite des metallischen Gehäuses des Sensors (2) angeordnet ist und mit diesem Sensor (2) eine Kontaktfläche aufweist, die größer ist als 2 cm², wobei das metallische Gehäuse der Signalfiltereinheit (1) weiterhin eine PE-Kontaktierung aufweist, wobei die Leitungen (3, 4, 5) zu der Signalfiltereinheit (1) mit jeweils einer Abschirmung zugeführt werden, wobei diese Abschirmungen bei der Einführung der Leitungen (3, 4, 5) in die Signalfiltereinheit (1) mit dem metallischen Gehäuse der Signalfiltereinheit (1) kontaktiert werden, wobei im Inneren der Signalfiltereinheit (1) zwischen der ersten Leitung (3) und der zweiten Leitung (4), sowie zwischen der wenigstens einen weiteren Leitung (5) und der zweiten Leitung (4), sowie zwischen der ersten Leitung (3) und der wenigstens einen weiteren Leitung (5) jeweils eine Varistor-Schaltung (204, 205, 200) angeordnet ist, wobei weiterhin jeweils eine Varistor-Schaltung (201, 202, 203) zwischen der ersten Leitung (3) und der PE-Kontaktierung, zwischen der zweiten Leitung (4) und der PE-Kontaktierung sowie zwischen der wenigstens einen weiteren Leitung (5) und der PE-Kontaktierung angeordnet ist, wobei nachfolgend zu den Varistor-Schaltungen (200, 201, 202, 203, 204, 205) jede der Leitungen (3, 4, 5) nochmals eine EMV-Filterschaltung (206) durchläuft, wobei die Leitungen (207, 208, 209) vom Ausgang der EMV-Filterschaltung (206) mit jeweils einer Abschirmung in den Sensor (2) hineingeführt sind.