EP2372665A2 - Sensorenenheit sowie Fenster und Gebäudeüberwachungssystem mit derartigen Sensoreinheiten - Google Patents

Sensorenenheit sowie Fenster und Gebäudeüberwachungssystem mit derartigen Sensoreinheiten Download PDF

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EP2372665A2
EP2372665A2 EP11002409A EP11002409A EP2372665A2 EP 2372665 A2 EP2372665 A2 EP 2372665A2 EP 11002409 A EP11002409 A EP 11002409A EP 11002409 A EP11002409 A EP 11002409A EP 2372665 A2 EP2372665 A2 EP 2372665A2
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EP
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sensor
module
window
sensor unit
unit
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EP2372665B1 (de
EP2372665A3 (de
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Daniel Link
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/02—Mechanical actuation
    • G08B13/08—Mechanical actuation by opening, e.g. of door, of window, of drawer, of shutter, of curtain, of blind

Definitions

  • the invention relates to a sensor unit having a control element to be arranged on a closure mechanism and a sensor surface assigned to the control element and arranged on a sensor module, wherein the control element is arranged in a closure position in the region of the sensor surface. It further relates to a window and a monitoring system for buildings and the use of such a sensor unit.
  • a sensor arranged in the sensor module usually interacts without contact with an associated control element which, depending on its respective position in relation to the actual sensor, causes specifically assigned, electrically detectable reactions of the sensor by means of emitted signals.
  • a sensor unit may be provided, for example, for monitoring the closed position of a window or a door in the associated window / door frame, with a magnet usually being arranged as the control element on the movable window sash.
  • the sensor which can be designed, for example, as a reed contact, as a Hall sensor, as an AMR / GMR sensor or based on RFID, responds directly to the magnetic field (s) at its installation location, so that it is possible to directly distinguish whether the controlling magnetic element is located directly above or in the vicinity of the sensor surface associated with the sensor or not.
  • the sensor module is usually mounted directly on or in the window frame, wherein the magnetic element provided as a control element is arranged on the movable window sash. If, however, at the same time a monitoring of the locking state of the window fitting should take place, the sensor unit is arranged on the locking fitting, while, for example, carries a drive rod of the shutter mechanism of the sash a control magnet.
  • a system is for example from the DE 199 14 568 C2 known.
  • a reed contact or a Hall sensor is usually provided as a magnetic sensor in such a sensor unit, wherein the magnetic sensor with a connection cable firmly connected and the cable connection point is usually potted.
  • the magnetic sensor is usually connected via the corresponding contact lines with an evaluation unit, in which the detection of the sensor signals is made.
  • an evaluation unit in which the detection of the sensor signals is made.
  • the magnetic sensor as reed contact while an associated switch is closed depending on whether the associated control magnet is in spatial proximity of the sensor or not. Consequently, as a result of a parallel connection of this switch to a test resistor, depending on whether the associated control magnet is in the immediate vicinity of the sensor or not, the detectable total resistance in the associated electrically controllable sensor circuit changes.
  • the invention is therefore based on the object to provide a sensor unit of the type mentioned above, for the particularly flexible and thus resource-saving way integration into a variety of diverse overall systems is possible.
  • the sensor module comprises a sensor receiving device, wherein a signal transport module is arranged and designed between the sensor surface and the sensor receiving device in such a way that it forwards and / or amplifies detected measured variables from the control to the sensor receiving device.
  • the invention is based on the consideration that for a particularly resource-saving provision of the sensor units even under variable operating conditions, ie in particular for use in combination with different evaluation units, although the basic design of the sensor unit should be made for particularly large quantities.
  • the sensor unit in order to allow individual adaptation to the requirements of the respective evaluation unit and thus a particularly high degree of flexibility with regard to possible combinations of sensor unit on the one hand and evaluation unit on the other hand, especially with possibly varying requirements with regard to the planned connection to the evaluation units, the sensor unit, starting from a largely independent body, in a particularly simple manner in terms of their essential for connection to the central evaluation unit properties, be configurable.
  • the nature of the sensor used should be variable, ie the sensor unit should not be made in an integral design, but a simple interchangeability of each sensor used should be given.
  • the sensor module of the sensor unit comprises a sensor receiving device, in which sensors of various kinds can be used.
  • the problem may be that the sensors used in each case can be different in their geometric dimension. Since a particularly flat configuration of the sensor module is desired when using a sensor unit, for example in a window, these different possible geometric dimensions would have to be taken into account in the design of the sensor module. This can be achieved by the arrangement of the sensor or the sensor receiving device within the sensor module is variable and adaptable to the respective installation requirements.
  • the sensor due to the above-described operative connection between control and sensor, the sensor must be designed so that the control must be arranged in the closed position above the sensor or the sensor surface associated with the sensor. If the sensor is placed too far from the control element in the closed position within the sensor module, adequate transmission of the signal from the control element to the sensor is not guaranteed.
  • the signal of the control should be amplified and be forwarded into the sphere of influence of the sensor.
  • a signal transport module is arranged between the sensor surface and the sensor receiving device.
  • a particularly flat design of the sensor module is desired.
  • a particularly flat design of the sensor module is desirable. Since in the area of the sensor surface now not directly the sensor but the signal transport module is arranged, a particularly flat design can be achieved by the signal transport module advantageously the sensor surface is formed.
  • an embodiment of the signal transport module in platelet form allows a particularly flat adaptation to the sensor surface.
  • the sensor receiving device is advantageously designed such that the male sensor is arranged in the sensor surface plane.
  • the entire sensor is particularly flat aligned in the sensor surface plane.
  • the control signal it is no longer necessary to place the sensor below or above the sensor surface, i. essentially to be arranged in a line with control in the closed position and sensor center, but the forwarding of the signal in the sensor surface plane allows a lateral arrangement within this plane.
  • sensors of a longer design can also be used, since they can be expanded in the sensor surface plane in a comparatively wide range.
  • the signal transport module is detachably mounted in the sensor module.
  • a connection for example, in the manner of a clip connection is suitable for a particularly simple assembly of the sensor module and a subsequent replacement of such signal transport modules.
  • the sensor is magnetic field-controlled, so it is designed for example as reed contact, Hall sensor, AMR / GMR sensor or the like.
  • the control is then at least partially made of permanent magnetic material.
  • the signal transport module then consists at least partially of a ferromagnetic material.
  • the permanent-magnetic control element reaches the region of the sensor surface and thus of the signal transport module, the ferromagnetic material is magnetized and thus in turn generates a further magnetic field which extends in the region of the signal transport module.
  • This induced magnetic field extends as it were the range of the permanent magnetic field and then forms an active connection with the magnetic sensor.
  • greater flexibility in terms of the design of the sensor module is achieved with simple technical means.
  • the ferromagnetic material advantageously has a lower remanence compared to the permanent magnetic material, i. Residual magnetization on.
  • the sensor module advantageously consists of a plastic.
  • plastics can be characterized in their technical properties such as formability, hardness, elasticity, breaking strength, temperature and heat resistance and chemical resistance, by the choice of starting material, manufacturing process and admixture of additives within wide limits.
  • the sensor unit of the type mentioned is used in a window, wherein the control element is arranged on a closure mechanism of a window sash and the sensor module is arranged on a window frame.
  • the sensor unit is used in a monitoring system for buildings, for example for monitoring the closing state of windows and / or doors.
  • the monitoring system can also have alarm functions or the like and, for example, be part of an air conditioning system, a system for access control for the respective building and / or an alarm system.
  • the monitoring system comprises a central evaluation unit, to which a plurality of sensor units of the type mentioned is connected.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that the introduction of a signal transport module between the sensor surface and sensor receiving device substantially higher flexibility in terms of structural design of the sensor module of a sensor unit is achieved.
  • a signal transport module between the sensor surface and sensor receiving device substantially higher flexibility in terms of structural design of the sensor module of a sensor unit is achieved.
  • the sensor unit 1 is provided within a building monitoring system, in particular for determining the closed state of a door or a window.
  • the sensor unit 1 comprises a sensor module 2, which interacts with a control element 4.
  • the control is configured in the embodiment as a control magnet. Depending on whether the control element 4 is located above the sensor surface 6 of the sensor module 2 or not, this changes its measurable electrical properties, so that it can be determined via a suitable remote selection, whether the control 4 is in the vicinity of the sensor module 2 or not ,
  • the sensor module 2 For remote selection of the sensor module 2 is connected via a contact line 8 in an electrically controllable sensor circuit, not shown.
  • the sensor module 2 For the intended use in the embodiment for detecting the closing state of a door or a window, the sensor module 2, which is connected to the central evaluation of the building monitoring system, integrated into an unillustrated frame profile of the respective window or door. For receiving and positioning the sensor module 2 in the frame, this has suitable receiving openings 10.
  • control element 4 is attached to the frame profile associated, not shown window or door leaf at a suitably appropriate point of the shutter mechanism, so that when the window is closed or locked door of the control magnet is in the immediate vicinity of the sensor surface 6, as in FIG. 1 shown.
  • the control 4 is not mounted on the moving push rod of the shutter mechanism but on the cover of the push rod.
  • the control element does not move during the opening and locking process of the window lock, but it is moved to or removed from the sensor module 2 exclusively by the actual opening process of the window.
  • the combination of sensor module 2 and control 4 can also be arranged such that the locking state of the window or the door, for example via the corresponding locking pin, can be monitored, ie the control is mounted on the moving push rod of the locking mechanism.
  • a position of the control 4 in the open or unlocked position is in FIG. 2 shown.
  • the sensor unit 1 In the embodiment of the sensor unit 1, the circumstance is specifically taken into account that on the one hand a reliable function of the sensor unit 1 should be ensured, on the other hand a comparatively high flexibility of the sensor unit 1 is to be ensured in the adaptation to the respective installation situation with simultaneously kept particularly low production costs.
  • the sensor unit 1 and in particular the sensor module 2 as later, so configured after the actual production, configurable unit. This is achieved by arranging a signal forwarding module 12 between the sensor surface 4 and the sensor receiving device 14 in the sensor module 2, as in FIG FIG. 3 and in exploded view in FIG. 4 shown.
  • the signal forwarding module 12 is designed in the embodiment as a ferromagnetic steel sheet, wherein an alloy with a particularly low remanence is used. As soon as the control designed as a magnet enters the area above the sensor surface 6, a magnetic field is induced in the signal passing module 12. Since the signal forwarding module 12 is arranged in the region between sensor surface 4 and sensor receiving device 14, the induced magnetic field also extends into the region of the sensor receiving device. There, a sensor 16 is arranged, which is formed in the embodiment as a magnetically controlled switch, in particular as a so-called reed contact, which is switched by the external magnet as a control element 4 by the signal passing module 12. The reed contact closes as a result of the magnet acting on the steel sheet over the magnetic field, so that it can be concluded on the basis of the circuit state of the reed contact on whether the control magnet is in its environment or not.
  • a plurality of sensors 16 may be arranged in a sensor receiving device 14 or a plurality of sensor receiving devices 14 may be provided.
  • a cylindrical housing of the sensor 16 is essentially shown, which is inserted into the sensor receiving device 14 of the sensor module 2 in the manner of a simple clip connection. That's it It is possible to use standard components as sensor 16 despite the specific field of application, which can also be easily replaced.
  • the housing of the sensor module 2 is made in the embodiment of plastic, so that also Here a particularly flexible adaptability to the particular requirements and a particularly favorable production is guaranteed. Alternatively, another non-ferromagnetic material could be used which does not interfere with the function of the magnetic sensor.
  • a signal transmission module 12 designed as a sheet steel, which is integrally formed on the sensor surface 6, a particularly flat design of the sensor module is possible, in particular in the region of the control element 4.
  • the control element 4 which is located on the closure mechanism of the window frame, compared to the sensor 14, is ensured by the integration of a ferromagnetic conductive material in platelet form as signal transport module 12 that the magnetic fluxes on the ferromagnetic material so on be directed to the sensor 14 that a repeatable switching operation can be generated.
  • the measured variable is the magnetic field emitted by the control element 4 in the exemplary embodiments shown, but may also be any other measured variable which is measured by the sensor 16.
  • the possibility of the sensor 16 can place flexibly within the sensor module 2 and not be limited locally to the immediate environment of the sensor surface 6.
  • the sensor module 2 in the embodiment can be optimally adapted to the intended use.

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Abstract

Eine Sensoreinheit (1) mit einem an einer Verschlußmechanik anzuordnenden Steuerelement (4) und einer dem Steuerelement (4) zugeordneten, auf einem Sensormodul (2) angeordneten Sensorfläche (6), wobei das Steuerelement (4) in einer Verschlussposition über der Sensorfläche (6) angeordnet ist soll besonders flexibel und damit auch auf Ressourcen schonende Weise eine Einbindung in eine Vielzahl verschiedenartiger Gesamtsysteme ermöglichen. Dazu umfasst das Sensormodul (2) eine Sensoraufnahmeeinrichtung (14), wobei zwischen der Sensorfläche (6) und der Sensoraufnahmeeinrichtung (14) ein Signaltransportmodul (12) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit mit einem an einer Verschlußmechanik anzuordnenden Steuerelement und einer dem Steuerelement zugeordneten, auf einem Sensormodul angeordneten Sensorfläche, wobei das Steuerelement in einer Verschlußposition im Bereich der Sensorfläche angeordnet ist. Sie betrifft weiterhin ein Fenster sowie ein Überwachungssystem für Gebäude sowie die Verwendung einer derartigen Sensoreinheit.
  • Bei einer Sensoreinheit der genannten Art wirkt ein im Sensormodul angeordneter Sensor üblicherweise berührungsfrei mit einem zugeordneten Steuerelement zusammen, das in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Position in Relation zum eigentlichen Sensor mittels ausgesandter Signale spezifisch zugeordnete, elektrisch erfassbare Reaktionen des Sensors hervorruft. Insbesondere kann eine derartige Sensoreinheit beispielsweise zur Überwachung der Schließstellung eines Fensters oder einer Tür im zugeordneten Fenster-/Türrahmen vorgesehen sein, wobei üblicherweise beim beweglichen Fensterflügel als Steuerelement ein Magnet angeordnet ist. Der Sensor, der beispielsweise als Reedkontakt, als Hallsensor, als AMR-/GMR-Sensor oder auf RFID-Basis ausgestaltet sein kann, reagiert dabei unmittelbar auf das/die Magnetfeld(er) an seinem Einbauort, so dass unmittelbar unterschieden werden kann, ob sich das steuernde Magnetelement direkt über oder in der Nähe der dem Sensor zugeordneten Sensorfläche befindet oder nicht.
  • Falls bei derartigen Systemen lediglich festgestellt werden soll, ob das Fenster bzw. die Tür offen oder geschlossen ist, so wird das Sensormodul üblicherweise direkt am oder im Fensterrahmen angebracht, wobei das als Steuerelement vorgesehene Magnetelement am beweglichen Fensterflügel angeordnet ist. Falls hingegen zugleich eine Überwachung des Verriegelungszustands des Fensterbeschlags erfolgen soll, so wird die Sensoreinheit am Verriegelungsbeschlag angeordnet, während beispielsweise eine Treibstange der Verschlussmechanik des Fensterflügels einen Steuermagneten trägt. Ein derartiges System ist beispielsweise aus der DE 199 14 568 C2 bekannt.
  • Für den Fall, dass der Sensor als magnetisch ansteuerbarer Sensor ausgestaltet ist, ist als Magnetsensor in einer derartigen Sensoreinheit üblicherweise ein Reedkontakt oder ein Hallsensor vorgesehen, wobei der Magnetsensor mit einem Anschlusskabel fest verbunden und die Kabelanschlussstelle zumeist vergossen ist. Der Magnetsensor ist dabei über die entsprechenden Kontaktleitungen üblicherweise mit einer Auswerteeinheit verbunden, in der die Erfassung der Sensorsignale vorgenommen wird. Bei einer Ausgestaltung des Magnetsensors als Reedkontakt wird dabei ein zugeordneter Schalter in Abhängigkeit davon geschlossen, ob der zugeordnete Steuermagnet sich in räumlicher Nähe des Sensors befindet oder nicht. Durch eine Parallelschaltung dieses Schalters zu einem Prüfwiderstand ändert sich demzufolge in Abhängigkeit davon, ob der zugeordnete Steuermagnet sich in unmittelbarer Nähe des Sensors befindet oder nicht, der nachweisbare Gesamtwiderstand im zugeordneten elektrisch ansteuerbaren Sensorkreis. Durch eine geeignete Messung und Auswertung des Widerstands des Sensorkreises kann somit in der Auswerteeinheit eine Erkennung von und Unterscheidung zwischen zwei Zuständen getroffen werden, nämlich entweder "Reedschalter geschlossen" (entspricht Steuermagnet in der Nähe, Verschlussposition) oder "Reedschalter geöffnet" (entspricht Steuermagnet nicht in der Nähe, geöffnete oder nicht verschlossene Position).
  • Durch eine geeignete Verschaltung und einen Abgleich mit in der zentralen Auswerteeinheit hinterlegten Schwellwerten für die elektrischen Kenngrößen im Sensorkreis ist damit die gezielte und zentralisierte Überwachung der Fenster-und/oder Türelemente oder dergleichen in einem Gebäudeüberwachungssystem möglich. Dabei wird innerhalb eines Gebäudes üblicherweise große Vielzahl an Sensoreinheiten verwendet, die hinsichtlich ihrer Konfiguration der elektrischen Eigenschaften geeignet an den jeweiligen Einbauort angepasst werden müssen. Da bislang üblicherweise die entsprechenden Sensoreinheiten bereits bei der Herstellung im Hinblick auf die vorgegebenen Kriterien und Schwellwerte geeignet produziert werden, ist daher die Flexibilität bei der Auswahl und dem Einsatz der Sensoreinheiten in Kombination mit den jeweiligen Auswerteeinheiten nur eingeschränkt gegeben.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinheit der oben genannten Art anzugeben, für die besonders flexibel und damit auch auf Ressourcen schonende Weise eine Einbindung in eine Vielzahl verschiedenartiger Gesamtsysteme ermöglicht ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem das Sensormodul eine Sensoraufnahmeeinrichtung umfasst, wobei zwischen der Sensorfläche und der Sensoraufnahmeeinrichtung ein Signaltransportmodul derart angeordnet und ausgelegt ist, dass es erfasste Messgrößen vom Steuerelement zur Sensoraufnahmeeinrichtung weiterleitet und/oder verstärkt..
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass für eine besonders Ressourcen schonende Bereitstellung der Sensoreinheiten auch bei variablen Einsatzbedingungen, also insbesondere auch für den Einsatz in Kombination mit unterschiedlichen Auswerteeinheiten, zwar die grundsätzliche Auslegung der Sensoreinheit für besonders große Stückzahlen erfolgen sollte. Um aber dennoch gerade bei möglicherweise variierenden Anforderungen im Hinblick auf die geplante Anbindung an die Auswerteeinheiten im Bedarfsfall eine individuelle Anpassung an die Anforderungen der jeweiligen Auswerteeinheit und damit eine besonders hohe Flexibilität hinsichtlich möglicher Kombinationen von Sensoreinheit einerseits und Auswerteeinheit andererseits zu ermöglichen, sollte die Sensoreinheit, ausgehend von einem weitgehend Bauart unabhängigen Grundkörper, auf besonders einfache Weise hinsichtlich ihrer für den Anschluss an die zentrale Auswerteeinheit wesentlichen Eigenschaften, konfigurierbar sein. Dabei sollte insbesondere die Art des verwendeten Sensors variabel sein, d.h. die Sensoreinheit sollte nicht in einer integralen Bauweise gefertigt sein, sondern eine einfache Austauschbarkeit des jeweils verwendeten Sensors sollte gegeben werden. Dazu umfasst das Sensormodul der Sensoreinheit eine Sensoraufnahmeeinrichtung, in die Sensoren verschiedenster Art eingesetzt werden können.
  • Problematisch kann dabei jedoch sein, dass die jeweils verwendeten Sensoren in Ihrer geometrischen Abmessung unterschiedlich sein können. Da grade bei der Verwendung einer Sensoreinheit beispielsweise in einem Fenster eine besonders flache Ausgestaltung des Sensormoduls gewünscht ist, müssten diese unterschiedlichen möglichen geometrischen Abmessungen bei der Konstruktion des Sensormoduls berücksichtigt werden. Dies ist erreichbar, indem die Anordnung des Sensors bzw. der Sensoraufnahmeeinrichtung innerhalb des Sensormoduls variabel und an die jeweiligen Einbauerfordernisse anpassbar ist. Allerdings ist dabei zu berücksichtigen, dass aufgrund der oben erläuterten Wirkverbindung zwischen Steuerelement und Sensor der Sensor so ausgelegt sein muss, dass das Steuerelement in der Verschlussposition über dem Sensor bzw. der dem Sensor zugeordneten Sensorfläche angeordnet sein muss. Wird der Sensor zu weit vom Steuerelement in der Verschlußposition innerhalb des Sensormoduls angeordnet, ist eine ausreichende Übertragung des Signals vom Steuerelement zum Sensor nicht gewährleistet.
  • Um eine ausreichende Wirkverbindung des Steuerelements zum Sensor zu gewährleisten und gleichzeitig eine hohe Flexibilität in Anordnung und Geometrie des Einbauorts des Sensors im Sensormodul durch beispielsweise eine größere Entfernung zwischen der dem Steuerelement zugeordneten Sensorfläche und dem eigentlichen Sensor zu erreichen, sollte das Signal des Steuerelements verstärkt und in den Einflussbereich des Sensors weitergeleitet werden. Dazu ist zwischen der Sensorfläche und der Sensoraufnahmeeinrichtung ein Signaltransportmodul angeordnet.
  • Beim Einbau eines Signalmoduls in ein Fenster zur Überwachung des Verschlußzustands ist eine besonders flache Bauform des Sensormoduls erwünscht. Insbesondere im Bereich der Sensorfläche, wo durch die Anordnung des Steuerelements besonders wenig Spielraum hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung gegeben ist, ist eine besonders flache Ausgestaltung des Sensormoduls wünschenswert. Da im Bereich der Sensorfläche nunmehr nicht unmittelbar der Sensor sondern das Signaltransportmodul angeordnet ist, ist eine besonders flache Bauform erreichbar, indem das Signaltransportmodul vorteilhafterweise der Sensorfläche angeformt ist. Insbesondere eine Ausgestaltung des Signaltransportmoduls in Plättchenform ermöglicht eine besonders flache Anpassung an die Sensorfläche.
  • Eine flache Ausgestaltung des Sensormoduls ist jedoch nicht nur im Bereich der Sensorfläche, sondern auch generell wünschenswert. Dazu ist die Sensoraufnahmeeinrichtung vorteilhafterweise derart ausgestaltet, dass der aufzunehmende Sensor in der Sensorflächenebene angeordnet ist. Damit ist der gesamte Sensor besonders flach in der Sensorflächenebene ausrichtbar. Durch die Verstärkung und/oder Weiterleitung des Signals des Steuerelements ist es nämlich nicht mehr erforderlich, den Sensor unter bzw. über der Sensorfläche, d.h. im Wesentlichen in einer Linie mit Steuerelement in Verschlussposition und Sensorflächenmitte anzuordnen, sondern die Weiterleitung des Signals auch in der Sensorflächenebene ermöglicht eine seitliche Anordnung innerhalb dieser Ebene. Dadurch können auch Sensoren längerer Bauform zum Einsatz kommen, da diese in der Sensorflächenebene in einem vergleichsweise weiten Bereich ausgedehnt werden können.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das Signaltransportmodul im Sensormodul lösbar angebracht. Eine derartige Verbindung z.B. in der Art einer Clipverbindung ist für eine besonders einfache Montage des Sensormoduls sowie einen nachträglichen Austausch von derartigen Signaltransportmodulen geeignet.
  • Eine besonders einfache und technisch zuverlässige Ausgestaltung der Sensoreinheit ist möglich, wenn die Signalübertragung auf magnetischem Wege erfolgt. Dabei ist der Sensor magnetfeldgesteuert, ist also beispielsweise als Reedkontakt, Hallsensor, AMR-/GMR-Sensor oder dergleichen ausgeführt. Zur Erzeugung des signalgebenden Magnetfelds besteht das Steuerelement dann zumindest teilweise aus permanentmagnetischem Material. In vorteilhafter Ausgestaltung besteht dann das Signaltransportmodul zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material. Sobald nämlich das permanentmagnetische Steuerelement in den Bereich der Sensorfläche und damit des Signaltransportmoduls gelangt, wird das ferromagnetische Material magnetisiert und erzeugt somit seinerseits ein weiteres Magnetfeld, dass sich im Bereich des Signaltransportmoduls erstreckt. Dieses induzierte Magnetfeld verlängert gleichsam die Reichweite des permanenten Magnetfeldes und bildet dann eine Wirkverbindung mit dem magnetischen Sensor. Dadurch wird mit einfachen technischen Mitteln eine größere Flexibilität hinsichtlich der Bauweise des Sensormoduls erreicht.
  • Nach Entfernen des Steuerelements aus dem Wirkbereich der Sensorfläche sollte das im Signaltransportmodul induzierte Magnetfeld ebenfalls größtenteils wieder aufgehoben werden, da sonst eine dauerhafte Auslösung des Sensors die Folge wäre und damit eine zuverlässige Erkennung einer Öffnung beispielsweise eines Fensters verhindert würde. Daher weist das ferromagnetische Material vorteilhafterweise eine im Vergleich zum permanentmagnetischen Material geringere Remanenz, d.h. Restmagnetisierung auf.
  • Durch die vereinfachte Bauweise mit austauschbaren Sensoren und des flexiblen Gestaltungsspielraums und dem damit verbundenen Entfall der integralen Bauweise des Sensormoduls ist es möglich, auch die Auswahl der Werkstoffe entsprechend flexibler zu gestalten. Eine besonders freie und flexible Gestaltung ist erreichbar, indem das Sensormodul vorteilhafterweise aus einem Kunststoff besteht. Kunststoffe lassen sich nämlich in ihren technischen Eigenschaften wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur-, Wärmeformbeständigkeit und chemische Beständigkeit, durch die Wahl von Ausgangsmaterial, Herstellungsverfahren und Beimischung von Additiven in weiten Grenzen variieren.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung wird die Sensoreinheit der genannten Art in einem Fenster verwendet, wobei das Steuerelement an einer Verschlussmechanik eines Fensterflügels angeordnet ist und das Sensormodul an einem Fensterrahmen angeordnet ist.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird die Sensoreinheit in einem Überwachungssystem für Gebäude, beispielsweise zur Überwachung des Schließzustands von Fenstern und/oder Türen, verwendet. Das Überwach-ungssystem kann dabei zusätzlich zu den eigentlichen Überwachungsfunktionen auch Alarmfunktionen oder dergleichen aufweisen und beispielsweise Teil einer Klimaanlage, eines Systems zur Zugangskontrolle für das jeweilige Gebäude und/ oder eines Alarmsystems sein. Vorteilhafterweise umfasst das Überwachungssystem dabei eine zentrale Auswerteeinheit, an die eine Mehrzahl von Sensoreinheiten der genannten Art angeschlossen ist.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Einbringung eines Signaltransportmoduls zwischen Sensorfläche und Sensoraufnahmeeinrichtung eine wesentlich höhere Flexibilität hinsichtlich der baulichen Ausgestaltung des Sensormoduls einer Sensoreinheit erreicht wird. Durch die Weiterleitung des Signals ist eine variable Anordnung des Sensors im Sensormodul möglich und damit eine flache Bauweise des Sensormoduls und die Verwendung verschiedenster, baulich unterschiedlicher Sensoren möglich. Gleichzeitig ermöglicht die erfindungsgemäße Sensoreinheit mit Signaltransportmodul eine zuverlässige Wirkverbindung trotz entfernter Lage von Sensor und Steuerelement. Damit ist eine zuverlässige Funktion der Sensoreinheit gewährleistet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
    • FIG. 1
    eine Sensoreinheit als Teil eines Überwachungssystems für ein Gebäude in Aufsicht mit einem Steuerelement in Verschlussposition,
    FIG. 2
    die Sensoreinheit gemäß FIG. 1 mit dem Steuerelement in geöffneter Position.
    FIG. 3
    die Sensoreinheit gemäß FIG. 1 ohne Steuerelement in entgegengesetzter Ansicht.
    FIG. 4
    die Sensoreinheit gemäß FIG. 3 mit Explosionsdarstellung von Sensor und Signaltransportelement.
  • Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Sensoreinheit 1 gemäß FIG. 1 ist innerhalb eines Gebäudeüberwachungssystems insbesondere zur Feststellung des Schließzustands einer Tür oder eines Fensters vorgesehen. Dazu umfasst die Sensoreinheit 1 ein Sensormodul 2, das mit einem Steuerelement 4 zusammenwirkt. Das Steuerelement ist im Ausführungsbeispiel als Steuermagnet ausgestaltet. Abhängig davon, ob sich das Steuerelement 4 über der Sensorfläche 6 des Sensormoduls 2 befindet oder nicht, ändert dieses seine messbaren elektrischen Eigenschaften, so dass über eine geeignete Fernauslese festgestellt werden kann, ob sich das Steuerelement 4 in der Nähe des Sensormoduls 2 befindet oder nicht.
  • Zur Fernauslese ist der das Sensormodul 2 über eine Kontaktleitung 8 in einen nicht näher dargestellten elektrisch ansteuerbaren Sensorkreis geschaltet. Für den im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Einsatz zur Erkennung des Schließzustands einer Tür oder eines Fensters ist das Sensormodul 2, das mit der zentralen Auswerteeinheit des Gebäudeüberwachungssystems verbunden ist, in ein nicht dargestelltes Rahmenprofil des jeweiligen Fensters oder der jeweiligen Tür integriert. Zur Aufnahme und Positionierung des Sensormoduls 2 im Rahmen weist dieses geeignete Aufnahmeöffnungen 10 auf.
  • Korrespondierend dazu ist am dem Rahmenprofil zugeordneten, nicht näher dargestellten Fenster- oder Türflügel an einer geeignet entsprechenden Stelle der Verschlussmechanik das Steuerelement 4 angebracht, so dass sich bei verschlossenem Fenster oder verschlossener Tür der Steuermagnet in unmittelbarer Nähe der Sensorfläche 6 befindet, wie in FIG. 1 dargestellt. Bei geöffneter Tür beziehungsweise geöffnetem Fenster ist dies nicht der Fall, so dass über die elektrischen Eigenschaften des Sensormoduls 2 geeignet auf den Östand des Fensters oder der Tür geschlossen werden kann. In diesem Fall ist das Steuerelement 4 nicht auf das bewegte Schubgestänge der Verschlussmechanik montiert sondern auf die Abdeckung des Schubgestänges. In Konsequenz bewegt sich das Steuerelement nicht beim Öffnungs- und Verriegelungsvorgang der Fensterverriegelung sondern es wird ausschließlich durch den eigentlichen Öffnungsvorgang des Fensters auf das Sensormodul 2 zu- beziehungsweise wegbewegt. In diesem Fall spricht man dann von einer reinen Öffnungsüberwachung des Fensterflügels. Die Verriegelung des Fensters wird in diesem Falle nicht mit überwacht, was auch in diesem Falle nicht gewünscht beziehungsweise vonnöten ist.
  • Analog kann die Kombination von Sensormodul 2 und Steuerelement 4 auch derart angeordnet sein, dass der Verriegelungszustand des Fensters oder der Tür, beispielsweise über den entsprechenden Schließbolzen, überwacht werden kann, d.h. das Steuerelement ist auf das bewegte Schubgestänge der Verschlussmechanik montiert. Eine Lage des Steuerelements 4 in geöffneter oder nicht verschlossener Position ist in FIG. 2 dargestellt.
  • Bei der Ausgestaltung der Sensoreinheit 1 ist gezielt dem Umstand Rechnung getragen, dass einerseits eine zuverlässige Funktion der Sensoreinheit 1 gewährleistet sein soll, andererseits eine vergleichsweise hohe Flexibilität der Sensoreinheit 1 bei der Anpassung an die jeweilige Einbausituation bei gleichzeitig besonders niedrig gehaltenen Produktionskosten sichergestellt sein soll. Dazu ist die Sensoreinheit 1 und insbesondere das Sensormodul 2 als nachträglich, also nach der eigentlichen Herstellung, konfigurierbare Einheit ausgestaltet. Dies wird erreicht, indem im Sensormodul 2 ein Signalweiterleitungsmodul 12 zwischen Sensorfläche 4 und Sensoraufnahmeeinrichtung 14 angeordnet ist, wie in FIG. 3 und in Explosionsdarstellung in FIG. 4 dargestellt.
  • Das Signalweiterleitungsmodul 12 ist im Ausführungsbeispiel als ferromagnetisches Stahlblech ausgestaltet, wobei eine Legierung mit besonders geringer Remanenz verwendet wird. Sobald nun das als Magnet ausgestaltete Steuerelement in den Bereich über der Sensorfläche 6 eintritt, wird im Signalweiterleitungsmodul 12 ein Magnetfeld induziert. Da das Signalweiterleitungsmodul 12 im Bereich zwischen Sensorfläche 4 und Sensoraufnahmeeinrichtung 14 angeordnet ist, erstreckt sich das induzierte Magnetfeld auch in den Bereich der Sensoraufnahmeeinrichtung. Dort ist ein Sensor 16 angeordnet, der im Ausführungsbeispiel als magnetgesteuerter Schalter, insbesondere als sogenannter Reedkontakt ausgebildet ist, der von dem externen Magneten als Steuerelement 4 durch Vermittlung der Signalweiterleitungsmoduls 12 geschaltet wird. Der Reedkontakt schließt sich dabei in Folge des vom Magneten über das Stahlblech einwirkenden Magnetfeldes, so dass anhand des Schaltungszustands des Reedkontakts darauf geschlossen werden kann, ob sich der Steuermagnet in dessen Umfeld befindet oder nicht.
  • Alternativ kann auch je nach Betriebserfordernissen eine Mehrzahl von Sensoren 16 in einer Sensoraufnahmeeinrichtung 14 angeordnet sein oder es kann eine Mehrzahl von Sensoraufnahmeeinrichtungen 14 vorgesehen sein.
  • Im Ausführungsbeispiel ist dabei im Wesentlichen ein zylindrisches Gehäuse des Sensors 16 dargestellt, der in die Sensoraufnahmeeinrichtung 14 des Sensormoduls 2 in der Art einer einfachen Clipverbindung eingesetzt wird. Dadurch ist es möglich, trotz des spezifischen Einsatzgebiets Standardkomponenten als Sensor 16 zu verwenden, die zudem einfach ausgetauscht werden können. Die Anordnung des Sensors 16 in der Ebene der Sensorfläche 6, die erst durch die Weiterleitung durch das Signaltransportmodul 12 möglich wird, ermöglicht auch andere geeignete Konfigurierungen und Dimensionierungen des Sensors 16. Das Gehäuse des Sensormoduls 2 ist im Ausführungsbeispiel aus Kunststoff hergestellt, so dass auch hier eine besonders flexible Anpassbarkeit an die jeweiligen Erfordernisse sowie eine besonders günstige Herstellung gewährleistet ist. Alternativ könnte ebenso ein anderer, nicht ferromagnetischer Stoff verwendet werden, der die Funktion des Magnetsensors nicht beeinträchtigt.
  • Durch die Anordnung eines als Stahlblech ausgestalteten, der Sensorfläche 6 angeformten Signaltransportmoduls 12 ist eine besonders flache Bauweise des Sensormoduls insbesondere im Bereich des Steuerelements 4 möglich. Trotz der nicht optimalen Anordnung des Steuerelements 4, das sich auf der Verschlussmechanik des Fensterrahmen befindet, im Vergleich zum Sensor 14, ist durch die Integration eines ferromagnetischen, leitenden Materials in Plättchenform als Signaltransportmodul 12 sichergestellt, dass die magnetischen Flüsse über das ferromagnetische Material so an den Sensor 14 gelenkt werden, dass ein wiederholgenauer Schaltvorgang erzeugt werden kann.
  • Je nach Ausführung des Signaltransportmoduls 12 ist somit eine Weiterleitung und/oder Verstärkung der vom Steuerelement 4 ausgesendeten und vom Sensor 16 zu erfassenden Messgröße hin zu dem Sensor 16 möglich. Diese Messgröße ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen das vom Steuerelement 4 ausgestrahlte magnetische Feld, kann aber auch eine beliebige andere Messgröße sein, die vom Sensor 16 gemessen wird. Vorteilhaft bei der Verwendung eines derartigen Signaltransportmoduls 16 ist die Möglichkeit des Sensor 16 flexibel innerhalb des Sensormoduls 2 platzieren könne und nicht örtlich auf das unmittelbare Umfeld der Sensorfläche 6 beschränkt zu sein. Somit lässt sich das Sensormodul 2 in der Ausgestaltung optimal an den Einsatzzweck anpassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sensoreinheit
    2
    Sensormodul
    4
    Steuerelement
    6
    Sensorfläche
    8
    Kontaktleitung
    10
    Aufnahmeöffnung
    12
    Signaltransportmodul
    14
    Sensoraufnahmeeinrichtung
    16
    Sensor

Claims (10)

  1. Sensoreinheit (1) mit einem an einer Verschlußmechanik anzuordnenden Steuerelement (4) und einer dem Steuerelement (4) zugeordneten, auf einem Sensormodul (2) angeordneten Sensorfläche (6), wobei das Steuerelement (4) in einer Verschlussposition über der Sensorfläche (6) angeordnet ist und wobei das Sensormodul (2) eine Sensoraufnahmeeinrichtung (14) umfasst, wobei zwischen der Sensorfläche (6) und der Sensoraufnahmeeinrichtung (14) ein Signaltransportmodul (12) derart angeordnet und ausgelegt ist, dass es erfasste Messgrößen vom Steuerelement (4) zur Sensoraufnahmeeinrichtung (14) weiterleitet und/oder verstärkt.
  2. Sensoreinheit (1) nach Anspruch 1, bei der das Signaltransportmodul (12) der Sensorfläche (6) angeformt ist.
  3. Sensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Sensoraufnahmeeinrichtung (14) derart ausgestaltet ist, dass der aufzunehmende Sensor (16) in der Sensorflächenebene angeordnet ist.
  4. Sensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Signaltransportmodul (12) im Sensormodul (2) lösbar angebracht ist.
  5. Sensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Steuerelement (4) als zumindest teilweise aus permanentmagnetischem Material besteht und das Signaltransportmodul (12) zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material besteht.
  6. Sensoreinheit (1) nach Anspruch 5, bei der das ferromagnetische Material eine im Vergleich zum permanentmagnetischen Material geringere Remanenz aufweist.
  7. Sensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Sensormodul (2) aus einem Kunststoff besteht.
  8. Fenster mit einer Sensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerelement (4) an einer Verschlussmechanik eines Fensterflügels angeordnet ist und das Sensormodul (2) an einem Fensterrahmen angeordnet ist.
  9. Überwachungssystem für Gebäude mit einer zentralen Auswerteeinheit, an die eine Anzahl von Sensoreinheiten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 angeschlossen ist.
  10. Verwendung einer Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem Gebäudeüberwachungssystem.
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