EP3263471B1 - Label sensor for scanning labels on a carrier strip - Google Patents
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- EP3263471B1 EP3263471B1 EP17001070.6A EP17001070A EP3263471B1 EP 3263471 B1 EP3263471 B1 EP 3263471B1 EP 17001070 A EP17001070 A EP 17001070A EP 3263471 B1 EP3263471 B1 EP 3263471B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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- B65C9/40—Controls; Safety devices
- B65C9/42—Label feed control
Definitions
- the invention is based on the consideration that the design of the sensor head as a printed circuit board eliminates the need for the discrete components of the sensor body known from the prior art, such as in particular the spring elements and the fastening part mentioned in this context. Instead, both the properties of the circuit board with regard to its elasticity and with regard to the electrical connection options can be used. This eliminates the disadvantages known from the prior art.
- the components required for the label sensor can be designed as integrated components on the circuit board, which manifests itself in a space-saving design of the label sensor.
- the temperature-dependent resistor is preferably attached to the side of the printed circuit board facing the carrier tape so that no heating effects of the sensor itself impair the measurement.
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Description
Die Erfindung betrifft einen Etikettensensor zum Abtasten von Etiketten auf einem TrƤgerband, mit einem Sensorkƶrper, mit einem ferromagnetischen Kern mit einer Spule, und mit einem Abtastglied.The invention relates to a label sensor for scanning labels on a carrier tape, with a sensor body, with a ferromagnetic core with a coil, and with a scanning element.
Zum Applizieren von Etiketten auf zu etikettierende GegenstƤnde, werden die Etiketten Ć¼blicherweise von einem Etikettenband gelƶst und auf den Gegenstand klebend aufgetragen. Dieser Vorgang wird Ć¼blicherweise auch als Etikettenspenden bezeichnet und wird mittels Etikettiermaschinen durchgefĆ¼hrt, die ein mit Etiketten versehenes Etikettenband antreiben. Die Etikettiermaschinen weisen darĆ¼ber hinaus auch mindestens einen Etikettensensor auf, der an dem Etikettenband angeordnet ist und der fortwƤhrend prĆ¼ft, ob an einer bestimmten Stelle des Etikettenbandes ein Etikett vorhanden ist. Ist dies der Fall, stoppt die Etikettiermaschine den Antrieb des Etikettenbandes fĆ¼r kurze Zeit zum Bedrucken und/oder Ćbertragen des Etiketts. Daraufhin wird das Etikettenband wieder beschleunigt, bis der Etikettensensor erneut ein Etikett detektiert.To apply labels to objects to be labeled, the labels are usually detached from a label tape and applied to the object in an adhesive manner. This process is usually also referred to as label dispensing and is carried out by means of labeling machines that drive a label strip provided with labels. The labeling machines also have at least one label sensor which is arranged on the label strip and which continuously checks whether a label is present at a certain point on the label strip. If this is the case, the labeling machine stops the drive of the label tape for a short time in order to print and / or transfer the label. The label tape is then accelerated again until the label sensor detects a label again.
Um die FlƤche des Etikettenbandes optimal auszunutzen, sind die Etiketten auf dem Band in kleinen AbstƤnden, Ć¼blicherweise 2 mm bis 4 mm, auf dem Band angebracht. Die Effizienz des Etikettiervorgangs wird daher maĆgeblich durch die Zeit bestimmt, in der Etiketten detektiert und appliziert werden kƶnnen.In order to make optimal use of the area of the label tape, the labels on the tape are attached to the tape at small intervals, usually 2 mm to 4 mm. The efficiency of the labeling process is therefore largely determined by the time in which labels can be detected and applied.
Etikettensensoren gemĆ¤Ć dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind beispielsweise aus der
Im Anwendungsfall wird der bekannte Etikettensensor derart in der NƤhe des Etikettenbandes angeordnet, dass dessen Sensorkopf in Kontakt mit dem Etikettenband ist. Durch die elektrisch leitenden Federelemente ist der Sensorkopf des Etikettensensors elastisch ausgestaltet. Auf der gegenĆ¼berliegenden Seite des Etikettenbandes ist ein elektrisch leitfƤhiges Teil, auch ein ferromagnetisches Teil, wie beispielsweise ein Edelstahlblech, angeordnet.When used, the known label sensor is arranged in the vicinity of the label tape in such a way that its sensor head is in contact with the label tape. The sensor head of the label sensor is designed to be elastic due to the electrically conductive spring elements. An electrically conductive part, including a ferromagnetic part, such as a stainless steel sheet, is arranged on the opposite side of the label tape.
Der Sensorkopf verƤndert seinen Abstand zum Etikettenband in AbhƤngigkeit davon, ob ein Etikett zwischen dem Sensorkopf und dem Etikettenband vorliegt oder nicht. Dieser verƤnderte Abstand bedingt eine VerƤnderung des Magnetfeldes zwischen dem mit der Sensorspule gebildeten Elektromagneten und dem gegenĆ¼berliegenden ferromagnetischen Teil und ƤuĆert sich damit in einem verƤnderten elektrischen Signal an der Spule des Sensorkopfes, das mittels einer elektrischen Messeinheit gemessen und ausgewertet wird. So kann festgestellt werden, wann genau ein Etikett auf dem Etikettenband vorliegt, so dass daraufhin das Etikettenband angehalten und das Etikett auf den Gegenstand appliziert werden kann.The sensor head changes its distance from the label tape depending on whether or not there is a label between the sensor head and the label tape. This changed distance causes a change in the magnetic field between the electromagnet formed with the sensor coil and the opposite ferromagnetic part and is thus expressed in a changed electrical signal the coil of the sensor head, which is measured and evaluated by means of an electrical measuring unit. It can thus be determined when exactly a label is present on the label tape, so that the label tape can then be stopped and the label can be applied to the object.
Die bekannten Etikettensensoren weisen den Nachteil auf, dass insbesondere zur Herstellung des Sensorkƶrpers stets mehrere verschiedene Komponenten aus unterschiedlichen Materialien notwendig sind, die miteinander verbunden werden.The known label sensors have the disadvantage that, in particular for the production of the sensor body, a plurality of different components made of different materials are always necessary, which are connected to one another.
Dies bedingt nicht nur einem konstruktiven Aufwand, sondern auch einen Kostenaufwand. ZusƤtzlich ergeben sich Probleme in Bezug auf die Befestigung der Materialien des Sensorkƶrpers miteinander und hinsichtlich der BestƤndigkeit der elektrischen Verbindungen der Komponenten des Sensorkƶrpers.This not only requires a design effort, but also a cost. In addition, problems arise with regard to the fastening of the materials of the sensor body to one another and with regard to the durability of the electrical connections of the components of the sensor body.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile zu beseitigen und einen Etikettensensor zu entwickeln, der einfacher herzustellen ist und zuverlƤssige wie auch vielfƤltige elektrische Verbindungsmƶglichkeiten bietet.It is therefore the object of the invention to eliminate the disadvantages mentioned and to develop a label sensor that is easier to manufacture and offers reliable and diverse electrical connection options.
Die Aufgabe wird mittels eines Etikettensensors mit den Merkmalen des unabhƤngigen Anspruchs 1 gelƶst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Sensorkƶrper als Leiterplatte ausgebildet ist mit mindestens einer elektrisch isolierenden TrƤgerschicht und mindestens einer an der TrƤgerschicht angeordneten Leiterebene mit elektrischen Leitern und dass ein mittlerer Verbindungsbereich des Sensorkƶrpers eine geringere StƤrke oder SchwƤchung gegenĆ¼ber den beidseitig anschlieĆenden Kontakt- und Sensorbereichen aufweist.The object is achieved by means of a label sensor with the features of
Der gesamte als Leiterplatte ausgebildete Sensorkƶrper ist so einteilig, d.h. als ein nicht zerstƶrungsfrei trennbares Teil ausgebildet. Es weist an einem Ende einen Kontaktbereich und am anderen Ende einen den eigentlichen Sensor tragenden Sensorbereich sowie zwischen diesem einen Verbindungsbereich mit geringer StƤrke auf, der so elastisch ausgebildet ist.The entire sensor body, which is designed as a printed circuit board, is thus in one piece, i.e. designed as a part that cannot be separated without destruction. At one end it has a contact area and at the other end a sensor area carrying the actual sensor and, between this, a connecting area with a low thickness, which is thus designed to be elastic.
Der Erfindung liegt die Ćberlegung zugrunde, dass durch die Ausgestaltung des Sensorkopfes als Leiterplatte die Notwendigkeit der aus dem Stand der Technik bekannten, diskreten Komponenten des Sensorkƶrpers, wie insbesondere die in diesem Zusammenhang genannten Federelemente und das Befestigungsteil, entfallen. Stattdessen kƶnnen sowohl die Eigenschaften der Leiterplatte bezĆ¼glich ihrer ElastizitƤt als auch hinsichtlich der elektrischen Verbindungsmƶglichkeiten genutzt werden. Hierdurch entfallen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile. DarĆ¼ber hinaus kƶnnen die fĆ¼r den Etikettensensor benƶtigten Komponenten als integrierte Komponenten auf der Leiterplatte ausgebildet sein, was sich in einem platzsparenden Aufbau des Etikettensensors ƤuĆert.The invention is based on the consideration that the design of the sensor head as a printed circuit board eliminates the need for the discrete components of the sensor body known from the prior art, such as in particular the spring elements and the fastening part mentioned in this context. Instead, both the properties of the circuit board with regard to its elasticity and with regard to the electrical connection options can be used. This eliminates the disadvantages known from the prior art. In addition, the components required for the label sensor can be designed as integrated components on the circuit board, which manifests itself in a space-saving design of the label sensor.
Die TrƤgerschicht der Leiterplatte ist elektrisch isolierend, also nicht leitfƤhig, und weist vorzugsweise mindestens teilweise eine Komponente aus einem Verbundwerkstoff, insbesondere einem Glasfaser-Verbundwerkstoff auf, wobei hƶchst vorzugsweise ein Verbundwerkstoff aus Glasfasern und einem Epoxidharz vorgesehen ist. Beispielsweise kann fĆ¼r die TrƤgerschicht das fĆ¼r Leiterplatten weitlƤufig verwendete Material FR4 vorgesehen sein, wie Isola IS 410 der Firma Isola GmbH. Somit weist der Sensorkƶrper als Komponente des Etikettensensors hinreichend flexible Materialeigenschaften fĆ¼r den Anwendungsfall auf. Insbesondere entfƤllt ebenfalls die Notwendigkeit zusƤtzlicher Federelemente.The carrier layer of the circuit board is electrically insulating, i.e. non-conductive, and preferably has at least partially a component made of a composite material, in particular a glass fiber composite material, a composite material made of glass fibers and an epoxy resin being most preferably provided. For example, the material FR4, which is widely used for printed circuit boards, can be provided for the carrier layer, such as Isola IS 410 from Isola GmbH. As a component of the label sensor, the sensor body thus has sufficiently flexible material properties for the application. In particular, there is also no need for additional spring elements.
Alternativ oder zusƤtzlich dazu kann die TrƤgerschicht der Leiterplatte Komponenten aus Polymeren, Polyestern, insbesondere Folien aus Polyamid, Teflon, Aluminiumoxid, PET, PEN oder Keramik aufweisen. In einem Spezialfall besteht die TrƤgerschicht der Leiterplatte aus einer flexiblen Polyamid-Folie, die elastische Eigenschaften aufweist.As an alternative or in addition to this, the carrier layer of the printed circuit board can have components made of polymers, polyesters, in particular foils made of polyamide, Teflon, aluminum oxide, PET, PEN or ceramic. In a special case, the carrier layer of the circuit board consists of a flexible polyamide film that has elastic properties.
FlexibilitƤt im Sinne der Erfindung bezeichnet das Vermƶgen eines Kƶrpers, aufgrund einer von auĆen einwirkenden Kraft seine Form Ƥndern zu kƶnnen. Elastisch im Sinne der Erfindung bedeutet, dass ein durch eine ƤuĆere Kraft verformter Kƶrper aufgrund der Verformung eine RĆ¼ckstellkraft erzeugt, um bei Entlastung wieder in den ursprĆ¼nglichen Zustand zurĆ¼ckzukehren. Diese RĆ¼ckstellkraft kann insbesondere proportional zur Verformung des Kƶrpers sein, wie beispielsweise bei einer Feder.Flexibility within the meaning of the invention refers to the ability of a body to change its shape due to an externally acting force. Elastic in the context of the invention means that a body deformed by an external force generates a restoring force due to the deformation in order to return to the original state when the load is removed. This restoring force can in particular be proportional to the deformation of the body, for example in the case of a spring.
Die Leiterebene des Sensorkƶrpers weist mindestens einen elektrischen Leiter auf, der vorzugsweise als Leiterbahn aus Kupfer ausgestaltet ist. Die mindestens eine Leiterbahn der Leiterebene kann, ausgehend von einer ursprĆ¼nglich flƤchig ausgestalteten Leiterschicht, beispielsweise mittels eines Ćtzvorganges gefertigt sein. Der restliche, nicht mit der Leiterbahn versehene Bereich der Leiterebene ist mit elektrisch isolierendem Material versehen, wie beispielsweise einem Epoxidharz.The conductor plane of the sensor body has at least one electrical conductor, which is preferably designed as a conductor track made of copper. The at least one conductor track of the conductor plane can be produced, for example, by means of an etching process, starting from an originally flat conductor layer. The remaining area of the conductor plane that is not provided with the conductor track is provided with an electrically insulating material, such as an epoxy resin.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Sensorkƶrpers als Leiterplatte weist deren TrƤgerschicht sowohl an einer Oberseite als auch an einer Unterseite jeweils eine Leiterebene auf. Hierdurch bieten sich grƶĆere Freiheiten fĆ¼r die elektrischen Verbindungen. Die rƤumlich getrennt angeordneten Leiterebenen an der Ober- und der Unterseite der TrƤgerschicht sind an sich durch die TrƤgerschicht elektrisch gegeneinander isoliert, kƶnnen jedoch mittels mindestens eines VIAs elektrisch miteinander verbunden sein. Ein VIA im Sinne der Erfindung bezeichnet einen Durchbruch in der TrƤgerschicht und gegebenenfalls in der Leiterebene, der mit elektrisch leitfƤhigem Material versehen ist und dadurch eine elektrische Verbindung mehrerer Leiterebenen ermƶglicht.In an advantageous embodiment of the sensor body as a printed circuit board, the carrier layer has both on one Both the top and the bottom each have a conductor level. This offers greater freedom for the electrical connections. The spatially separated conductor planes on the top and bottom of the carrier layer are electrically insulated from one another by the carrier layer, but can be electrically connected to one another by means of at least one VIA. A VIA in the sense of the invention denotes an opening in the carrier layer and possibly in the conductor plane, which is provided with electrically conductive material and thereby enables an electrical connection of several conductor planes.
Die Leiterplatte weist vorzugsweise mindestens eine Plattenlage auf. Eine Plattenlage im Sinne der Erfindung bezeichnet einen Schichtverbund aus einer TrƤgerschicht und mindestens einer zusƤtzlichen Schicht, wobei vorzugsweise zwei zusƤtzliche Schichten, jeweils eine der zusƤtzlichen Schichten an einer Oberseite der TrƤgerschicht und die andere der zusƤtzlichen Schichten an einer Unterseite der TrƤgerschicht angeordnet sein kƶnnen. Vorzugsweise sind diese zusƤtzlichen Schichten als Leiterebenen ausgebildet, die Schichten kƶnnen jedoch auch andere Materialien aufweisen und andere Funktionen Ć¼bernehmen, was weiter unten detailliert beschrieben ist. Leiterbahnen von Leiterebenen unterschiedlicher Plattenlagen kƶnnen elektrisch miteinander verbunden sein, vorzugsweise mittels mindestens eines VIAs.The circuit board preferably has at least one board layer. A board layer in the sense of the invention denotes a layer composite of a carrier layer and at least one additional layer, wherein preferably two additional layers, one of the additional layers on an upper side of the carrier layer and the other of the additional layers can be arranged on an underside of the carrier layer. These additional layers are preferably designed as conductor planes, but the layers can also have other materials and take on other functions, which is described in detail below. Conductor tracks of conductor levels of different plate layers can be electrically connected to one another, preferably by means of at least one VIA.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leiterbahn mindestens einer Leiterschicht des Sensorkƶrpers mit einer Schutzschicht versehen, wobei insbesondere die Schutzschicht aus einer Verbindung aus Nickel und Gold besteht, die auch als "Chemisch Nickel Gold" (NiAu) bezeichnet wird. Die Schutzschicht aus NiAu dient einerseits als Oxidationsschutz (Au) und andererseits als LƶtbrĆ¼cke (Ni) fĆ¼r zusƤtzliche Komponenten fĆ¼r den Sensorkƶrper.In a further advantageous embodiment, the conductor track of at least one conductor layer of the sensor body is provided with a protective layer, the protective layer in particular consisting of a compound of nickel and gold, which is also known as "chemical nickel gold" (NiAu). The protective layer made of NiAu serves on the one hand as oxidation protection (Au) and on the other hand as a solder bridge (Ni) for additional components for the sensor body.
ErfindungsgemĆ¤Ć weist ein mittlerer Verbindungsbereich des Sensorkƶrpers eine geringere StƤrke oder SchwƤchung bzw. Vertiefung als an den beidseitig anschlieĆenden Kontakt- und Sensorbereichen auf, wodurch die elastischen Eigenschaften des Sensorkƶrpers verbessert werden. Insbesondere ist die SchwƤchung des Sensorkƶrpers ein grƶĆerer Schwenkradius des flexiblen Sensorkƶrpers geschaffen. Diese Ausgestaltung vergrƶĆert einerseits den Anwendungsspielraum des Etikettensensors und erhƶht andererseits seine Langlebigkeit. Somit bildet der mittlere Verbindungsbereich mit der SchwƤchung ein federndes Element des Sensorkƶrpers.According to the invention, a central connection area of the sensor body has a lesser thickness or weakening or depression than in the contact and sensor areas adjoining on both sides, as a result of which the elastic properties of the sensor body are improved. In particular, the weakening of the sensor body creates a larger swivel radius of the flexible sensor body. On the one hand, this configuration increases the scope of application of the label sensor and, on the other hand, increases its longevity. The central connection area with the weakening thus forms a resilient element of the sensor body.
Die Vertiefung des Sensorkƶrpers im mittleren Bereich kann gefrƤst sein und ist somit leicht herzustellen. AuĆerdem kann die Vertiefung ausgestanzt oder durch Laserbearbeitung gefertigt sein.The recess of the sensor body in the middle area can be milled and is therefore easy to manufacture. In addition, the recess can be punched out or manufactured by laser processing.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensorkƶrper als mehrlagige Leiterplatte mit mindestens einer Prepreg-Schicht ausgebildet. Im Sinne der Erfindung bezeichnet eine Prepreg-Schicht ein fertiges Teil, nƤmlich eine Schicht aus einem als Prepreg bezeichneten, noch nicht ausgehƤrteten Halbzeug aus einem Harz und einem TrƤgermaterial. Als TrƤgermaterialien dienen die gleichen Materialien wie bei der TrƤgerschicht. Beispielsweise kann die Prepreg-Schicht zwischen zwei Plattenlagen vorgesehen sein. Da noch keine AushƤrtung der Prepreg-Schicht erfolgt ist, gelangen Teile des Prepreg-Halbzeugs in ggf. vorhandene, kleine Ausnehmungen der die Prepreg-Schicht umgebenden Plattenlagen. Zur AushƤrtung der Prepreg-Schicht wird diese unter WƤrmezugabe mit den umliegenden Plattenlagen verpresst, so dass nach AushƤrtung der Prepreg-Schicht die zwei Plattenlagen stoffschlĆ¼ssig aufgrund der ursprĆ¼nglichen FlieĆeigenschaften der Prepreg-Schicht miteinander verbunden sind.In a further advantageous embodiment of the invention, the sensor body is designed as a multilayer printed circuit board with at least one prepreg layer. In the context of the invention, a prepreg layer denotes a finished part, namely a layer made of a semifinished product called prepreg, which has not yet cured, made of a resin and a carrier material. The same materials are used as the carrier material as for the carrier layer. For example, the prepreg layer can be provided between two panel layers. Since the prepreg layer has not yet hardened, parts of the prepreg semi-finished product get into any existing, small recesses in the panel layers surrounding the prepreg layer. To cure the prepreg layer, it is pressed with the surrounding board layers with the addition of heat, so that after the prepreg layer has hardened, the two board layers are bonded to one another due to the original flow properties of the prepreg layer.
Hƶchst vorzugsweise ist die Prepreg-Schicht als No-Flow-Prepreg-Schicht ausgebildet. Eine No-Flow-Prepreg-Schicht bezeichnet eine Prepreg-Schicht, die insbesondere beim AushƤrtungsprozess eine besonders hohe ViskositƤt aufweist, so dass die No-Flow-Prepreg-Schicht im AushƤrtungsprozess ihre Form beibehƤlt und ihre Struktur kaum verƤndert, damit ihre MaĆhaltigkeit beibehƤlt. Hierdurch wird eine besonders formstabile Verbindung zweier Plattenlagen geschaffen. Es ist mƶglich, Konturen, beispielsweise ausgestanzt oder mittels Laserschneiden erzeugt, in die No-Flow-Prepreg-Schicht einzubringen und diese Konturen auch nach dem AushƤrtungsprozess formstabil zu wahren.The prepreg layer is most preferably designed as a no-flow prepreg layer. A no-flow prepreg layer refers to a prepreg layer that has a particularly high viscosity during the curing process, so that the no-flow prepreg layer retains its shape during the curing process and hardly changes its structure so that its dimensional accuracy is retained. This creates a particularly dimensionally stable connection between two panel layers. It is possible to introduce contours, for example punched out or generated by means of laser cutting, into the no-flow prepreg layer and to keep these contours dimensionally stable even after the curing process.
Bei der Herstellung wird die No-Flow-Prepreg-Schicht nur in den Endbereichen des Sensors unter Freilassung des Bereichs der spƤteren geringeren StƤrke oder SchwƤchung aufgebracht. Die weitere Schichtung erfolgt durch gehƤrtete Plattenlagen. Zur Herstellung des Bereichs der geringeren StƤrke oder SchwƤchung werden diese oberhalb der No-Flow-Prepreg-Schicht befindlichen Lagen anschlieĆend entfernt, insbesondere durch Stichelung. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch ein wesentlich besser reproduzierbarer SensortrƤger mit geringeren Toleranzen herstellbar ist, als dies durch (Aus-)FrƤsen der SchwƤchung bereits mƶglich ist. Insbesondere werden dadurch sehr genau reproduzierbare Teile einigermaĆen erreichbar.During production, the no-flow prepreg layer is only applied in the end areas of the sensor, leaving the area of the later lower strength or weakening free. The further layering takes place through hardened plate layers. To produce the area of lesser thickness or weakening, these layers located above the no-flow prepreg layer are then removed, in particular by piercing. It has been shown that this makes it possible to produce a sensor carrier that is significantly more reproducible and with lower tolerances than by Milling (out) of the weakening is already possible. In particular, very precisely reproducible parts can be achieved to some extent as a result.
Mittels der No-Flow-Prepreg-Schicht wird dabei, in Verbindung mit der Vertiefung im mittleren Verbindungsbereich des Sensorkƶrpers, das Risiko minimiert, dass Teile der No-Flow-Prepreg-Schicht in den Bereich der Aussparung oder spƤteren SchwƤchung gelangen und die Struktur der Leiterplatte nachteilig beeinflussen. Dadurch bleibt die definierte Form der Vertiefung bzw. der SchwƤchung auch nach dem AushƤrtungsprozess erhalten und damit sind die mechanischen Eigenschaften des Sensorkƶrpers genau definierbar.The no-flow prepreg layer, in conjunction with the recess in the middle connection area of the sensor body, minimizes the risk that parts of the no-flow prepreg layer will get into the area of the recess or later weakening and the structure of the Adversely affect printed circuit board. As a result, the defined shape of the depression or weakening is retained even after the curing process, and the mechanical properties of the sensor body can thus be precisely defined.
ErgƤnzend oder alternativ zur Vertiefung kann der mittlere Verbindungsbereich des Sensorkƶrpers mit mindestens einem LƤngsdurchbruch versehen sein, um die elastischen Eigenschaften des Sensorkƶrpers zu verbessern.In addition to or as an alternative to the recess, the central connecting area of the sensor body can be provided with at least one longitudinal opening in order to improve the elastic properties of the sensor body.
Eine dem Abtastglied abgewandte Unterseite des Sensorkƶrpers kann mindestens teilweise mit einer KunststoffBeschichtung versehen sein, die vorzugsweise aus einem Polyamid, insbesondere aus Nylon oder Teflon, besteht. Insbesondere in Kombination mit der Ausgestaltung der TrƤgerschicht als Folie, beispielsweise aus Polyamid, PET oder PEN, auf der zusƤtzlich ein- oder beidseitig jeweils eine Leiterschicht angeordnet sein kann, werden durch die Beschichtung die Steifigkeit des Sensorkƶrpers und damit seine elastischen Eigenschaften beeinflusst.An underside of the sensor body facing away from the sensing element can at least partially be provided with a plastic coating, which preferably consists of a polyamide, in particular nylon or Teflon. Particularly in combination with the design of the carrier layer as a film, for example made of polyamide, PET or PEN, on which a conductor layer can also be arranged on one or both sides, the stiffness of the sensor body and thus its elastic properties are influenced by the coating.
In alternativer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Spule als Leiterbahn oder als aus Draht gewickelter Wicklung ausgebildet ist.In an alternative embodiment of the invention it can be provided that the coil is designed as a conductor track or as a winding made of wire.
Bei der ersten Ausgestaltung entfƤllt die Notwendigkeit fĆ¼r Spulen in Form einer Wicklung als separate Komponente fĆ¼r den Etikettensensor, so dass vielmehr die Spule als integriertes Bauteil, nƤmlich spiralfƶrmige Leiterbahn im Sensorkƶrper ausgestaltet ist.In the first embodiment, there is no need for coils in the form of a winding as a separate component for the label sensor, so that rather the coil is designed as an integrated component, namely a spiral-shaped conductor track in the sensor body.
Vorzugsweise sind solche Spulenbahnen in mehreren Leiterebenen des Sensorkƶrpers vorgesehen, so dass eine deutlich hƶhere Anzahl an Windungen und damit eine grƶĆere InduktivitƤt in Zusammenhang mit dem Kern des Etikettensensors erreicht werden kƶnnen. Hƶchst vorzugsweise ist in jeder der Leiterebenen eine Wicklung vorgesehen. Mehrere Spulenbahnen kƶnnen untereinander mittels mindestens eines VIAs elektrisch verbunden sein.Such coil tracks are preferably provided in several conductor planes of the sensor body, so that a significantly higher number of turns and thus a greater inductance can be achieved in connection with the core of the label sensor. Most preferably, a winding is provided in each of the conductor levels. Several coil tracks can be electrically connected to one another by means of at least one VIA.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der ferromagnetische Kern konzentrische innere und ƤuĆere RingvorsprĆ¼nge aufweist, zwischen denen eine Ringnut zur Aufnahme der Spule ausbildet ist.It is preferably provided that the ferromagnetic core has concentric inner and outer annular projections, between which an annular groove for receiving the coil is formed.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der ƤuĆere Ringvorsprung DurchbrĆ¼che in LƤngsrichtung des Etikettensensors aufweist.One embodiment provides that the outer ring projection has openings in the longitudinal direction of the label sensor.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der Sensorkƶrper eine ESD-Schutzstruktur zum Schutz vor insbesondere elektrostatischen Entladungen auf. Ćhnlich einem Blitzableiter dient die ESD-Schutzstruktur zur Abfuhr statischer Aufladungen, vorzugsweise Ć¼ber eine am Sensorkƶrper vorgesehene geerdete elektrische Verbindung. Dadurch werden BeschƤdigungen des Sensorkƶrpers aufgrund elektrischer Entladungen vermieden.In a further advantageous development, the sensor body has an ESD protective structure for protection against, in particular, electrostatic discharges. Similar to a lightning conductor, the ESD protective structure serves to dissipate static charges, preferably via an earthed electrical connection provided on the sensor body. This avoids damage to the sensor body due to electrical discharges.
Vorzugsweise ist die ESD-Schutzstruktur in einer Leiterebene des Sensorkƶrpers ausgebildet, insbesondere als mindestens eine Schutzleitung. Beispielsweise ist die Schutzleitung mit sƤmtlichen integrierten Komponenten des Sensorkƶrpers verbunden. Im Falle mehrerer rƤumlich getrennter Leiterebenen kƶnnen einzelne oder auch sƤmtliche Leiterebenen Schutzleitungen aufweisen. Diese kƶnnen miteinander elektrisch verbunden sein, beispielsweise mittels mindestens eines VIAs.The ESD protective structure is preferably formed in a conductor plane of the sensor body, in particular as at least one protective line. For example, the protective line is connected to all integrated components of the sensor body. In the case of several spatially separated conductor levels, individual or all conductor levels can have protective lines. These can be electrically connected to one another, for example by means of at least one VIA.
Der Sensorkƶrper kann mindestens einen temperaturabhƤngigen Widerstand aufweisen, dem vorzugsweise mindestens ein parallel geschalteter Kondensator zugeordnet sein kann. Mittels einer Messvorrichtung kann ein der Umgebungstemperatur korrelierender Parameter am temperaturabhƤngigen Widerstand gemessen werden, beispielsweise der temperaturabhƤngige Widerstand selbst und/oder der durch den temperaturabhƤngigen Widerstand resultierende Spannungsabfall. Ćber diesen temperaturabhƤngigen Parameter ist die Umgebungstemperatur indirekt bestimmbar. In AbhƤngigkeit der Umgebungstemperatur kann sich insbesondere die InduktivitƤt des Elektromagneten aus Kern und Spule Ƥndern, was zu einer VerfƤlschung der Messergebnisse fĆ¼hrt. Mittels der Erfassung der Umgebungstemperatur durch den temperaturabhƤngigen Widerstand kann softwareseitig eine entsprechende Korrektur erfolgen. Dadurch werden die Messungen unempfindlicher gegenĆ¼ber Schwankungen der Umgebungstemperatur.The sensor body can have at least one temperature-dependent resistor, to which at least one capacitor connected in parallel can preferably be assigned. By means of a measuring device, a parameter correlating to the ambient temperature can be measured on the temperature-dependent resistance, for example the temperature-dependent resistance itself and / or the voltage drop resulting from the temperature-dependent resistance. The ambient temperature can be determined indirectly via this temperature-dependent parameter. Depending on the ambient temperature, in particular the inductance of the electromagnet made up of the core and coil can change, which leads to a falsification of the measurement results. By detecting the ambient temperature through the temperature-dependent resistor, a corresponding correction can be made on the software side. This makes the measurements less sensitive to fluctuations in the ambient temperature.
Der temperaturabhƤngige Widerstand ist vorzugsweise auf der zum TrƤgerband zugewandten Seite der Leiterplatte angebracht, damit keine ErwƤrmungseinflĆ¼sse des Sensors selbst die Messung beeintrƤchtigen.The temperature-dependent resistor is preferably attached to the side of the printed circuit board facing the carrier tape so that no heating effects of the sensor itself impair the measurement.
Vorzugsweise kann der temperaturabhƤngige Widerstand an der Oberseite einer Leiterschicht des Sensorkƶrpers angebracht, insbesondere gelƶtet, sein. Durch diese Ausgestaltung als SMD (Surface mounted device), entfƤllt die Notwendigkeit fĆ¼r Bohrungen im Sensorkƶrper zur Befestigung des temperaturabhƤngigen Widerstandes.The temperature-dependent resistor can preferably be attached, in particular soldered, to the top of a conductor layer of the sensor body. This design as an SMD (surface mounted device) eliminates the need for bores in the sensor body for fastening the temperature-dependent resistor.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den AnsprĆ¼chen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der AusfĆ¼hrungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren im Einzelnen erlƤutert sind. Dabei zeigen:
- Fig. 1a
- einen Etikettensensor in perspektivischer Sicht von schrƤg oben,;
- Fig. 1b
- den Etikettensensor von
Fig. 1a in Aufsicht; - Fig. 1c
- den Etikettensensor von
Fig. 1b im Schnitt durch die Schnittlinie A-A; - Fig. 2a bis 2c
- eine weitere Ausgestaltung des Etikettensensors gemĆ¤Ć den Darstellungen der
Fig. 1a bis 1c ; - Fig. 3a bis 3c
- eine weitere Ausgestaltung des Etikettensensors gemĆ¤Ć den Darstellungen der
Fig. 1a bis 1c ; - Fig. 4
- einen schematischen Aufbau eines Sensorkƶpers mit mehreren Plattenlagen im Schnitt;
- Fig. 5
- einen weiteren schematischen Aufbau eines Sensorkƶrpers mit einer zusƤtzlichen Polyamidschicht;
- Fig. 6
- eine weitere Ausgestaltung des Sensorkƶrpers;
- Fig. 7
- den Sensorkƶrper von
Fig. 6 mit zusƤtzlichem Abtastglied und einer Abschirmung; - Fig. 8
- eine weitere Ausgestaltung des Sensorkƶrpers mit einer mehrlagigen Leiterplatte in Aufsicht mit besonderer Hervorhebung der elektrischen Kontaktierungen;
- Fig. 9
- eine Aufsicht auf eine obere Leiterschicht des Etikettensensors aus
Fig. 8 ; - Fig. 10
- eine Aufsicht auf eine mittlere Leiterschicht des Etikettensensors aus
Fig. 8 ; - Fig. 11
- eine Aufsicht auf eine untere Leiterschicht des Etikettensensors aus
Fig. 8 und - Fig. 12
- einen elektrischen Schaltplan fĆ¼r den Sensorkƶrper aus
Fig. 8 .bis 11
- Fig. 1a
- a label sensor in a perspective view obliquely from above;
- Figure 1b
- the label sensor from
Fig. 1a under supervision; - Figure 1c
- the label sensor from
Figure 1b in section through the section line AA; - Figures 2a to 2c
- a further embodiment of the label sensor according to the representations of FIG
Figures 1a to 1c ; - Figures 3a to 3c
- a further embodiment of the label sensor according to the representations of FIG
Figures 1a to 1c ; - Fig. 4
- a schematic structure of a sensor body with several plate layers in section;
- Fig. 5
- a further schematic structure of a sensor body with an additional polyamide layer;
- Fig. 6
- another embodiment of the sensor body;
- Fig. 7
- the sensor body of
Fig. 6 with additional sensing element and a shield; - Fig. 8
- a further embodiment of the sensor body with a multilayer printed circuit board in a plan view with special emphasis on the electrical contacts;
- Fig. 9
- a plan view of an upper conductor layer of the label sensor
Fig. 8 ; - Fig. 10
- a plan view of a middle conductor layer of the label sensor
Fig. 8 ; - Fig. 11
- a plan view of a lower conductor layer of the label sensor
Fig. 8 and - Fig. 12
- an electrical schematic for the sensor body
Figures 8-11 .
Der Sensorkƶrper 2 lƤsst sich grob in drei Bereiche unterteilen, einem vorderen, in
Der Sensorkƶrper 2 ist als Leiterplatte ausgebildet, deren Aufbau im Detail weiter unten beschrieben wird. Aufgrund der erfindungsgemƤĆen Ausgestaltung ist der Sensorkƶrper 2 derart elastisch, dass der hintere Sensorbereich 5 gegenĆ¼ber dem vorderen Kontaktbereich 3 ausgelenkt werden kann, wobei dies eine der Auslenkung entgegen gerichtete RĆ¼ckstellkraft hervorruft.The
Im Folgenden bezeichnet eine Richtung nach "vorne" eine Richtung, die zum vorderen Kontaktbereich 3 zugewandt ist, wƤhrend eine "hintere" Richtung zum hinteren Sensorbereich 5 zugewandt ist.In the following, a āfrontā direction denotes a direction that faces the
Der vordere Kontaktbereich 3 weist eine im Wesentlichen rechteckige GrundflƤche auf, wobei jene Seiten, die parallel zu einer LƤngsrichtung L des Etikettensensors 1 verlaufen, jeweils mit einer trichterfƶrmigen Ausnehmung 6 mit konkav gekrĆ¼mmten WƤnden versehen sind, mittels derer der Etikettensensor 1 in formschlĆ¼ssiger Verbindung an einer Etikettiermaschine befestigt werden kann, beispielweise durch Klemmwirkung.The
An den beiden hinteren, dem mittleren Verbindungsbereich 4 zugewandten Kanten des vorderen Kontaktbereichs 3 sind zusƤtzlich zwei zylinderfƶrmige Schultern 7 eingeformt.On the two rear edges of the
Im vorderen Teil des vorderen Kontaktbereichs 3 sind quer zur LƤngsrichtung L des Etikettensensors 1 fĆ¼nf nebeneinander angeordnete, kreisfƶrmige und durchgehende Kontaktbohrungen 8 eingeformt. Die Kontaktbohrungen 8 dienen zur elektrischen und mechanischen Verbindung des Sensorkƶrpers 2 mit einem elektrischen Kontaktteil 9, das im gezeigten AusfĆ¼hrungsbeispiel an seiner dem Etikettensensor 1 zugewandten Oberseite drei Kontaktstifte 10 aufweist, die in
Der vordere Kontaktbereich 3 weist an seiner zum mittleren Verbindungsbereich 4 zugewandten Seite eine kreisfƶrmige Befestigungsbohrung 22 auf, die als Durchbruch ausgestaltet ist und mittels derer der Etikettensensor 1 an der Etikettiermaschine befestigt werden kann, beispielsweise durch einen Bolzen, eine Schraube oder dergleichen. Dazu kann die Befestigungsbohrung 22 ein Gewinde (nicht eingezeichnet) aufweisen.The
Der mittlere Verbindungsbereich 4 des Sensorkƶrpers 2 weist in diesem AusfĆ¼hrungsbeispiel eine geringere StƤrke auf als die Bereiche 3, 5, so dass eine SchwƤchung 14 bzw. eine Vertiefung ausgebildet ist. Die Vertiefung 14 kann durch FrƤsen in den Sensorkƶrper 2 gebildet sein.In this exemplary embodiment, the central connecting
Alternativ sind im Herstellungsprozess in den Endbereichen unter Freilassung des spƤten Bereichs reduzierter StƤrke aufgebrachte No-Flow-Prepreg und anschlieĆendem Entfernen durchgehƤrteter Plattenlagen durch Stichelung gebildete Vertiefungen 14 oder Bereiche geringerer StƤrke erzeugbar. Die Bereiche 3, 5 Ć¼berragen den mittleren Verbindungsbereich 4 in senkrechter Richtung zur Erstreckungsrichtung des Sensors 1 um mehr als die HƤlfte, so dass die MaterialstƤrke des Sensorkƶrpers 2 im mittleren Verbindungsbereich 4 erheblich reduziert ist.Alternatively, in the manufacturing process, no-flow prepreg applied in the end areas, leaving the late area of reduced thickness exposed, and subsequent removal of through-hardened plate layers,
Durch die SchwƤchung 14 des mittleren Verbindungsbereichs 4 werden die bereits erwƤhnten flexiblen und elastischen Eigenschaften des Sensorkƶrpers 2 verbessert. "Flexibel" bedeutet im Sinne der Erfindung, dass der hintere Sensorbereich 5 des Sensorkƶrpers 2 gegenĆ¼ber dem vorderen Kontaktbereich 3 ausgelenkt werden kann, ohne dass es zu BeschƤdigungen des Sensorkƶrpers 2 kommt.The already mentioned flexible and elastic properties of the
Der hintere Sensorbereich 5 des Sensorkƶrpers 2 besitzt im Wesentlichen eine achteckige GrundflƤche und entspricht in seiner MaterialstƤrke dem vorderen Kontaktbereich 3. Eine Oberseite 15 des hinteren Sensorbereichs 5 weist mittig eine Ausnehmung 16 mit kreisfƶrmiger GrundflƤche auf, deren Tiefe der Tiefe der SchwƤchung 14 des mittleren Verbindungsbereichs 4 entspricht, was auch aus
Im radialen Zentrum der kreisfƶrmigen Ausnehmung 16 ist ein aufrecht stehendes Abtastglied 17 angeordnet, das radial vollumfƤnglich von einem ferromagnetischen Kern 18 umgeben ist. Im Anwendungsfall befindet sich das Abtastglied 17 in Kontakt mit dem Etikettenband bzw. mit den auf dem Etikettenband angebrachten Etiketten.In the radial center of the
Der ferromagnetische Kern 18 besteht beispielsweise aus Eisen. Er weist in diesem AusfĆ¼hrungsbeispiel einen inneren vertikalen Ringvorsprung 18.1 und einen in LƤngsrichtung L des Etikettensensors 1 beidseitig durch DurchbrĆ¼che 21 unterbrochenen ƤuĆeren Ringvorsprung 18.2 auf, zwischen denen eine Ringnut 18.3 zur Aufnahme einer Spule 19 ausgebildet ist. Die Spule 19 ist hier durch eine Wicklung aus gewickelten Kupferdraht ausgebildetThe
Die RingvorsprĆ¼nge 18.1, 18.2 nehmen etwa die HƤlfte der Hƶhe des Abtastglieds 17 ein. Die Wicklung 19 besteht im Wesentlichen aus (isoliertem) Kupferdraht. Die Wicklung 19 umgibt den inneren Ringvorsprung 18.1. ZusƤtzlich weist der ƤuĆere Ringvorsprung 18.2 des Kerns 18 zwei gegenĆ¼ber liegende und in LƤngsrichtung L des Etikettensensors 1 eingeformte DurchbrĆ¼che 21 auf. Durch den Kern 18 und die um ihn angeordnete Spule 19 wird ein Elektromagnet gebildet.The ring projections 18.1, 18.2 take up approximately half the height of the scanning
Das Abtastglied 17, der Kern 18 und die Spule 19 Ć¼berragen die Oberseite 15 des hinteren Sensorbereichs 5.The
Der Durchmesser der Befestigungsbohrung 22 entspricht in etwa dem Durchmesser des Kerns 18 im hinteren Sensorbereich 5 und ist grƶĆer als der jeweilige Durchmesser der fĆ¼nf Kontaktbohrungen 8 im vorderen Kontaktbereich 3. Die radialen Mittelpunkte der mittleren Kontaktbohrung 8, der Befestigungsbohrung 22 und der kreisfƶrmigen Ausnehmung 16 liegen auf einer Geraden, die parallel zur LƤngsrichtung L des Etikettensensors 1 fluchtet und die mit der in Figur eingezeichneten Schnittlinie A-A zusammenfƤllt.The diameter of the mounting
Die Oberseiten der Kontaktstifte 10 des elektrischen Kontaktteils 9 schlieĆen bĆ¼ndig mit der Oberseite 11 des vorderen Kontaktbereichs 3 des Sensorkƶrpers 2 ab. Das elektrische Kontaktteil 9 ist, wie bereits gesagt, an der Unterseite 12 des Sensorkƶrpers 2 angeordnet, so dass sich die KontaktfĆ¼Će 13 der Kontaktvorrichtung 9 von dem Sensorkƶrper 2 weg erstecken.The upper sides of the contact pins 10 of the
Im hinteren Sensorbereich 5 des Sensorkƶrpers 2 ist der bereits beschriebene Aufbau mit Abtastglied 17, Kern 18 und Wicklung 19 erkennbar. Die Unterseite 12 des Sensorkƶrpers 2 im hinteren Sensorbereich 5 ist mit einem Durchbruch 23 versehen, in dem ein sockelfƶrmiges EndstĆ¼ck 24 des Abtastglieds 17 derart angeordnet ist, dass das EndstĆ¼ck 24 mit der Unterseite 12 des Sensorkƶrpers 2 bĆ¼ndig abschlieĆt. Ćber Haltevorrichtungen (nicht eingezeichnet) ist das Abtastglied 17 form-, kraft- und/oder stoffschlĆ¼ssig mit dem Sensorkƶrper 2 verbunden.In the
Die
Auch kann der Etikettensensor 1 sowohl mit einer Vertiefung 14 als auch mit einem Durchbruch 14a versehen sein, was ein AusfĆ¼hrungsbeispiel des Etikettensensors 2 gemĆ¤Ć den
Im Folgenden wird der Aufbau des in
Der in
The in
Obwohl beide Leiterebenen 27 oberhalb und unterhalb der TrƤgerschicht 26 angeordnet und damit rƤumlich getrennt und so durch die dazwischen angeordnete TrƤgerschicht 26 dadurch elektrisch voneinander isoliert sind, kƶnnen beide Leiterebenen 27 durch vertikale elektrisch leitende Verbindungen (vertical interconnect access - VIA) (nicht eingezeichnet) miteinander elektrisch verbunden sein. VIAs weisen in der TrƤgerschicht 26 und ggf. auch in den Leiterebenen 27 eingeformte DurchbrĆ¼che auf, die mit elektrisch leitfƤhigem Material versehen sind und dadurch eine elektrische Verbindung beider Leiterebenen 27 ermƶglichen. Die Dicke der TrƤgerschicht 26 betrƤgt im gezeigten AusfĆ¼hrungsbeispiel der
Im vorderen Kontaktbereich 3 ist oberhalb der oberen Leiterebene 27 nach einer ersten Zwischenschicht 28 eine zweite Plattenlage 29 angeordnet.In the
Die erste Zwischenschicht 28 ist als "No-Flow-Prepreg" ausgestaltet. Dabei bezeichnet "Prepreg" Ć¼blicherweise ein Halbzeug aus Harz und TrƤgermaterial, und entspricht im Wesentlichen einer noch nicht ausgehƤrteten Vorstufe des Basismaterials fĆ¼r die TrƤgerschicht 26. Mittels WƤrmezufuhr wird das Prepreg-Material zunƤchst weich und hƤrtet danach endgĆ¼ltig zur Verbindung der harten Plattenlagen aus, wobei es mit den umliegenden Schichten verpresst wird. Nach dem AushƤrten und dem Verpressen verbindet die Prepreg-Schicht die sie unmittelbar umgebenden Schichten.The first
Als "No-Flow-Prepreg" werden Prepregs bezeichnet, die insbesondere beim endgĆ¼ltigen Press- und AushƤrteprozess eine besonders hohe ViskositƤt aufweisen. Dadurch hƤrtet das "No-Flow-Prepreg"-Material weitgehend formstabil aus. In der konkreten Ausgestaltung der
Die zweite Plattenlage 29 oberhalb der ersten Zwischenschicht 28 besteht aus einer TrƤgerschicht 30, einer "No-Flow-Prepreg"-Schicht 31 an der Unterseite der TrƤgerschicht 30 sowie einer oberhalb der TrƤgerschicht 30 angeordneten Prepreg-Schicht 32. Die unterhalb der TrƤgerschicht 30 angeordnete "No-Flow-Prepreg"-Schicht 31 entspricht in Material und in ihrer Dicke im Wesentlichen der ersten Zwischenschicht 28 und erstreckt sich, wie im Ć¼brigen sƤmtliche Schichten der zweiten und dritten Plattenlage 29, 34, lediglich auf den vorderen Kontaktbereich 3 und den hinteren Sensorbereich 5 des Sensorkƶrpers 2.The
Die TrƤgerschicht 30 der zweiten Plattenlage 29 entspricht in ihrer Dicke und in ihrem Material der TrƤgerschicht 26 der ersten Plattenlage 25. Oberhalb der TrƤgerschicht 30 der zweiten Plattenlage 29 ist die Prepreg-Schicht 32 angeordnet, deren ViskositƤt im Press- und AushƤrteprozess hƶher ist als jene der "No-Flow-Prepreg"-Schicht 31 und deren StƤrke im zweistelligen Mikrometerbereich liegt.The thickness and material of the
Oberhalb der Prepreg-Schicht 32 der zweiten Plattenlage 29 ist eine zweite Zwischenschicht 33 angeordnet, die in Dicke und Material der darunter angeordneten Prepreg-Schicht 32 entspricht. Oberhalb der zweiten Zwischenschicht 33 ist eine dritte Plattenlage 34 angeordnet, die eine mittlere TrƤgerschicht 35 aufweist, die oberhalb und unterhalb jeweils eine Leiterebene 36 mit Kupferbahnen trƤgt. Die Materialien und die Anordnung der Schichten der dritten Plattenlage 34 entsprechen im Wesentlichen der ersten Plattenlage 25, wobei die detaillierte Ausgestaltung der Leiterebenen 27, 36, insbesondere in Bezug auf die Leiterbahnen, verschieden ausgestaltet sein kƶnnen. Ćber VIAs (nicht eingezeichnet) kƶnnen einzelne oder sƤmtliche Leiterebenen 27, 36 miteinander elektrisch verbunden sein.A second
Der Aufbau des hinteren Sensorbereichs 5 gemƤĆ
Die Leiterbahnen der oberen Leiterebene 36 der dritten Plattenlage 34 des vorderen Kontaktbereichs 3, der oberen Leiterebene 27 der ersten Plattenlage 25 im mittleren Verbindungsbereich 4 und der oberen Leiterebene 36 der dritten Plattenlage 34 des hinteren Sensorbereichs 5 sind mit einer Beschichtung 37 aus Nickel und Gold versehen, bezeichnet als "NiAu" oder auch als "Chemisch Nickel Gold". Die Beschichtung weist eine Dicke von 3 bis 6 Āµm auf und dient einerseits als LƶtbrĆ¼cke (Ni) fĆ¼r zusƤtzlich vorgesehenen Komponenten, die auf den Sensorkƶrper 2 aufgelƶtet werden kƶnnen und andererseits als Oxidationsschutz (Au).The conductor tracks of the
Auf der Unterseite 12 der hier unteren ersten Plattenlage 25 in
In
Der hintere Sensorbereich 5 ist mit einem im Wesentlichen bogenfƶrmigen Durchbruch 38 versehen mit Ausnahme eines Verbindungsstegs 39, an dem eine zylinderfƶrmige Sensorfassung 40 angeformt ist. Der Verbindungssteg 39 und die Sensorfassung 40 sind einstĆ¼ckig mit dem Ć¼brigen Sensorkƶrper 2 und als mehrlagige Leiterplatte ausgestaltet, wobei die Sensorfassung 40 eine zentrische Ausnehmung 41 aufweist. In
In der zylinderfƶrmigen Sensorfassung 40 der
In
Der Etikettensensor 1 gemƤĆ
Der vordere Kontaktbereich 3 weist in
Die Kontaktbohrungen 8 werden im Folgenden senkrecht zur LƤngsrichtung L des Sensorkƶrpers gemƤĆ
Die vordere Schutzleitung 46 ist mit der dritten Kontaktbohrung 8 verbunden, die als Erdungsanschluss ausgebildet ist. BerĆ¼hrt beispielsweise ein - elektrostatisch aufgeladener - Anwender die in
Die zweite und vierte Kontaktbohrungen 5 sind mit temperaturabhƤngigen WiderstƤnden elektrisch verbunden, wobei die temperaturabhƤngigen WiderstƤnde auf Lƶtpunkte in
In
Im Anwendungsfall steht der Etikettensensor 1 in unmittelbarem Kontakt mit einem mit Etiketten versehenen Etikettenband, wobei das Abtastglied 17 das Etikettenband auf der den Etiketten zugewandten Seite berĆ¼hrt. Auf der den Etiketten gegenĆ¼ber liegenden Seite des Etikettenbandes ist ein ferromagnetisches Teil angeordnet, so dass sich sowohl das Etikettenband als auch der Etikettensensor im Magnetfeld des Permanentmagnet befinden.In the application, the
Wird das Etikettenband angetrieben, gelangt ein Etikett zwischen das Etikettenband und das Abtastglied 17, so dass der hintere Sensorbereich ausgelenkt wird. In Folge dieser Bewegung ist aufgrund der InduktivitƤt des Kerns 18 und der Spule 19 durch eine Ćnderung des Abstandes zum rĆ¼ckwƤrtigen ferromagnetischen Teil ein verƤndertes elektrisches Signal messbar, dass fĆ¼r Detektions- und SchaltvorgƤnge genutzt wird. So kann das Etikettenband - ggf. unter vorgegebenen Vorlauf zur Entnahme des Etiketts angehalten und nach erfolgter Entnahme erneut angetrieben werden, so dass der Vorgang beim nƤchsten Etikett wiederholt werden kann.If the label strip is driven, a label passes between the label strip and the
Claims (13)
- Label sensor (1) for scanning labels on the carrier strip, comprising a sensor body (2) carrying a ferromagnetic core (18), a coil (19) and a scanning element (17), characterized in that the sensor body (2) is embodied in the form of a printed circuit board with at least one electrically insulating carrier layer (26, 30, 35) and at least one conductor plane (27, 36) having electric conductors, which is arranged on the carrier layer (26, 30, 35), and in that a central connection region (4) of the sensor body (2) has a lower thickness or weakening (14) compared to the contact and sensor regions (3, 5), which adjoin it on both sides.
- Label sensor according to Claim 1, characterized in that the weakening (14) of the sensor body (2) is milled.
- Label sensor according to Claim 1 or 2, characterized in that the sensor body (2) is embodied in the form of a multilayer printed circuit board with at least one pre-preg layer (31, 32).
- Label sensor according to Claim 3, characterized in that the pre-preg layer (31, 32) is embodied in the form of a no-flow pre-preg layer (31), in which the region of lower thickness (14) is exposed.
- Label sensor according to Claim 3 or 4, characterized in that upper plate layers (29, 34) arranged above the pre-preg layer are removed by chiseling in the region of low thickness (14).
- Label sensor according to one of the preceding claims, characterized in that a lower side (12) of the sensor body (2) that is remote from the scanning element (17) is provided at least partially with a coating (37a).
- Label sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the central connection region (4) of the sensor body (2) is provided with an opening (14a).
- Label sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the coil (19) is embodied in the form of a conductor track (27, 36) of the sensor body (2) or of a wire-wound winding.
- Label sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the ferromagnetic core (18) has concentric inner and outer ring projections (18.1, 18.2), between which an annular groove (18.3) for receiving the coil (19) is formed.
- Label sensor according to Claim 9, characterized in that the outer ring projection (18.2) has openings (21) in the longitudinal direction (L) of the label sensor (1).
- Label sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor body (2) has an ESD protection structure (45) for protecting against in particular electrostatic discharges.
- Label sensor according to Claim 11, characterized in that the ESD protection structure (12) is embodied in the form of at least one protective earth line (46, 48, 49) .
- Label sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor body (2) has at least one temperature-dependent resistor (42).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016007940.1A DE102016007940A1 (en) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Label sensor for scanning labels on a carrier tape |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP3263471A1 EP3263471A1 (en) | 2018-01-03 |
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