DE202016101579U1

DE202016101579U1 - Kapazitives Sensormodul für einen Steckverbinder

Info

Publication number: DE202016101579U1
Application number: DE202016101579.0U
Authority: DE
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2016-04-25
Anticipated expiration: 2026-03-24
Also published as: DE102015105262A1; CN205843687U

Abstract

Sensormodul (1) für einen Steckverbinder, – wobei das Sensormodul (1) im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist, – wobei eine Stirnseite (2) des Sensormoduls (1) mit metallischen Strukturen (3) versehen ist, die ein elektrisches Bauelement (4) ausbilden, – wobei das elektrische Bauelement (4) zumindest einen Kondensator ausbildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensormodul für einen Steckverbinder.
Derartige Steckverbinder werden oft auch als modulare Steckverbinder bezeichnet. Modulare Steckverbinder werden insbesondere im Maschinen- und Anlagenbau eingesetzt.
Stand der Technik
Ein modularer Steckverbinder ist beispielsweise aus der EP 1 353 412 A2 bekannt. Ein solcher Steckverbinder kann mit mehreren unterschiedlichen Modulen ausgestattet werden, die unterschiedliche Signale und/oder Ströme übertragen. In derartigen Steckverbindern herrscht oft Platzmangel.
Derartige Steckverbinder müssen oft viele Steckzyklen überstehen, ohne dass die Qualität der Strom- bzw. Signalübertragung abnimmt. In einigen Fällen ist es erforderlich einzelne Module im Steckverbinder nach bestimmten Steckzyklen auszutauschen.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sensorelement für einen modularen Steckverbinder vorzuschlagen, welches platzsparend eingesetzt werden kann und welches effektiv arbeitet.
Die Aufgabe wird durch ein Sensormodul für einen modularen Steckverbinder mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Sensormodul ist zum Einsatz in einem Steckverbinder, insbesondere in einem modularen Steckverbinder vorgesehen. Das Sensormodul ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Eine Stirnseite des Sensormoduls weist metallische Strukturen auf, wobei die metallischen Strukturen ein elektrisches Bauelement ausbilden. Bei diesem elektrischen Bauelement handelt es sich um zumindest einen Kondensator.
Vorteilhafterweise weist das Sensormodul elektrische Kontaktelemente und/oder pneumatische Kontaktelemente und/oder optische Kontaktelemente auf. Hier wird bereits deutlich, dass das Sensormodul eine Doppelfunktion erfüllen kann. Das Sensormodul dient einerseits als ein Sensor oder als ein Teil eines Sensors, der Daten liefert und andererseits werden nach wie vor Signale bzw. Ströme über das Sensormodul geleitet. Das Sensormodul ist daher besonders platzsparend.
Vorzugsweise weist das elektrische Bauelement zumindest zwei, bevorzugt jedoch sieben, parallel geschaltete Kondensatoren auf. Dadurch kann eine besonders sensitive Näherungssensorschaltung erzeugt werden.
Besonders bevorzugt weist eine Seitenfläche des Sensormoduls Anschlussflächen auf, die elektrisch mit dem elektrischen Bauelement verbunden sind. Über diese Anschlussflächen kann der oben beschriebene Kondensator elektrisch abgegriffen und in eine Sensorschaltung integriert werden.
Vorteilhaft ist es, wenn das Sensormodul aus Kunststoff besteht. Besonders vorteilhaft besteht das Sensormodul aus einem metallisierbaren Kunststoff. Dadurch können die metallischen Strukturen mithilfe der MID-Technik erzeugbar werden. Die MID-Technik erlaubt die kostengünstige Fertigung sehr komplexer elektrischer Strukturen. Dadurch kann eine optimale Bauform erzeugt werden.
In anderen Ausführungen wäre es denkbar, die Strukturen des Sensorkondensators entweder auf eine PCB oder eine Flex (Starr-Flex) Leiterplatte auszubringen, und diese auf Stirnseite des Moduls zu befestigen, beispielsweise mithilfe eines Clips.
Vorzugsweise sind die metallischen Strukturen auf die in Steckrichtung ausgerichtete Stirnseite des Sensormoduls aufgebracht. Dadurch kann eine Annäherung eines Steckverbinders an eine Buchse bzw. einen Gegensteckerverbinder einfach detektiert werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Sensormodul Mittel auf, mit denen das Sensormodul in einem Gelenkrahmen eines Steckverbinders fixierbar ist. Hierbei handelt es sich um seitliche Haltenasen, die in Ausnehmungen des Gelenkrahmens eingebracht werden können. Ein solcher Gelenkrahmen ist aus der DE 10 2013 106 279 A1 bekannt.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein System eines Sensormoduls und eines Steckverbinders. Bevorzugt ist das Sensormodul gemäß Anspruch 1 ausgestaltet und der Steckverbinder weist einen Rahmen, bevorzugt einen oben erwähnten Gelenkrahmen, auf, in welchen mehrere Module einsetzbar sind. Dadurch kann ein Steckverbinder modular mit einer gewissen Sensorintelligenz ausgestaltet werden.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung eines kapazitiven Sensormoduls.
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Das ist 1 gezeigte Sensormodul 1 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet. Auf der Stirnseite 2 des Sensormoduls 1 sind metallische Strukturen 3 aufgebracht, die ein elektrisches Bauelement 4 ausbilden. Beim elektrischen Bauelement 4 handelt es sich hier um mehrere Kondensatoren, die parallel geschaltet sind.
Das Sensormodul 1 ist aus einem metallisierbaren Kunststoff gefertigt, der mithilfe der MID-Technik mit den oben beschriebenen metallischen Strukturen versehen werden kann. Ein geeignetes MID-Verfahren ist beispielsweise in der EP 1 898 682 B1 beschrieben. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn das Sensormodul nur teilweise aus metallisierbaren Kunststoff und der restliche Teil aus einem einfachen Kunststoff besteht. Nur der die Stirnseite 2 ausbildende Teil muss metallisierbar sein. Dadurch können Materialkosten eingespart werden.
An zwei Seitenflächen weist das Sensormodul so genannte Haltenasen 5 auf, mit denen das Sensormodul 1 in einem Gelenkrahmen (nicht gezeigt) fixiert werden kann. Das Sensormodul 1 weist zwei Öffnungen 6 auf, in welche Kontaktelemente (nicht gezeigt) eingefügt werden können. Das Sensormodul 1 kann dann die Aufgabe eines bislang bekannten Moduls übernehmen und gleichzeitig eine Sensorfunktion erfüllen. Dadurch kann die hier gezeigte Bauform des Sensormoduls besonders platzsparend eingesetzt werden.
Eine Seitenfläche des Sensormoduls 1 ist mit zwei Anschlussflächen 7 versehen, die mit elektrischen Strukturen 3 leitend mit dem elektrischen Bauelement 4 versehen sind. Über diese Anschlussflächen 7 kann das elektrische Bauelement 4 elektrisch abgegriffen und in eine Sensorschaltung (nicht gezeigt) integriert und/oder mit einer Auswerteelektronik (nicht gezeigt) verbunden werden.
Im Folgenden wird der Kern der Erfindung noch einmal kurz zusammengefasst: Die Erfindung betrifft ein Sensormodul 1 für einen Steckverbinder, wobei das Sensormodul 1 im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist, wobei eine Stirnseite 2 des Sensormoduls 1 mit metallischen Strukturen 3 versehen ist, die ein elektrische Bauelement 4 ausbilden, wobei das elektrische Bauelement 4 zumindest einen Kondensator ausbildet.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein System aus einem Sensormodul und einem Steckverbinder, wobei das Sensormodul 1 erfindungsgemäß ausgestaltet ist und wobei der Steckverbinder einen Rahmen aufweist, in welchen mehrere Module einsetzbar sind.
Das Sensormodul ermöglicht beispielsweise das Überwachen bzw. das Zählen der Steckzyklen des Steckverbinders. Dadurch kann die Lebensdauer abgeschätzt und beispielsweise einzelne Komponenten bzw. Module präventiv ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste

1: Sensormodul
2: Stirnseite
3: Metallische Struktur
4: Elektrisches Bauelement
5: Haltenase
6: Öffnung
7: Anschlussfläche

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

EP 1353412 A2 [0003]
DE 102013106279 A1 [0015]
EP 1898682 B1 [0021]

Claims

Sensormodul (1) für einen Steckverbinder, – wobei das Sensormodul (1) im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist, – wobei eine Stirnseite (2) des Sensormoduls (1) mit metallischen Strukturen (3) versehen ist, die ein elektrisches Bauelement (4) ausbilden, – wobei das elektrische Bauelement (4) zumindest einen Kondensator ausbildet.
Sensormodul nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (1) elektrische Kontaktelemente und/oder pneumatische Kontaktelemente und/oder optische Kontaktelemente aufweist.
Sensormodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauelement (4) zumindest zwei, bevorzugt jedoch sieben, parallel geschaltete Kondensatoren ausbildet.
Sensormodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenfläche des Sensormoduls (1) Anschlussflächen (7) aufweist, die elektrisch leitend mit dem elektrischen Bauelement (4) verbunden sind.
Sensormodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (1) aus Kunststoff besteht.
Sensormodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (1) aus einem metallisierbaren Kunststoff besteht.
Sensormodul nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Strukturen (3) mithilfe der MID-Technik erzeugbar sind.
Sensormodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Strukturen (3) auf die in Steckrichtung ausgerichtete Stirnseite (2) des Sensormoduls (1) aufgebracht sind.
Sensormodul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (1) Mittel aufweist, mit denen das Sensormodul (1) in einem Gelenkrahmen eines Steckverbinders fixierbar ist.
System aus einem Sensormodul und einem Steckverbinder.
System nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, – dass das Sensormodul (1) gemäß Anspruch 1 ausgestaltet ist und – dass der Steckverbinder einen Rahmen aufweist, in welchen mehrere Module einsetzbar sind.