WO2013189760A1 - Kopplungssystem zum einsatz in der automatisierungstechnik - Google Patents

Kopplungssystem zum einsatz in der automatisierungstechnik Download PDF

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WO2013189760A1
WO2013189760A1 PCT/EP2013/061784 EP2013061784W WO2013189760A1 WO 2013189760 A1 WO2013189760 A1 WO 2013189760A1 EP 2013061784 W EP2013061784 W EP 2013061784W WO 2013189760 A1 WO2013189760 A1 WO 2013189760A1
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coupling
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coupling device
component
coupling system
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PCT/EP2013/061784
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English (en)
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Eric Birgel
Niels DONKERS
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Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg
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    • G05B2219/25196—Radio link, transponder

Definitions

  • the invention relates to a coupling system for use in the
  • Automation technology which removably couples a first device mechanically to a second device.
  • process automation technology field devices are often used to detect and / or influence process variables.
  • sensors such as
  • Level gauges, flowmeters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity measuring devices, etc. which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity.
  • actuators such as valves or pumps, through which the flow of a liquid in a pipe section or the level can be changed in a container.
  • field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information.
  • field devices are generally also understood as meaning those units which are connected directly to a field bus and serve to communicate with the superordinate units, such as e.g. Remote I / Os, Gateways, Linking Devices and Wireless Adapters. A large number of such field devices are manufactured and distributed by the Endress + Hauser Group.
  • a wired data transmission between a first device for example a field device
  • a second device for example a reading and / or writing device
  • a wireless data and / or energy transmission there is also the possibility of a wireless data and / or energy transmission.
  • newer devices are at least partially equipped with a corresponding integral radio unit.
  • Frequencies used in such transmission are 135 kHz and 13.56 MHz, respectively, and are specified by the ISO 18000-2 and ISO 18000-3 and ISO 22536 standards, respectively. Furthermore, it has become known to use electromagnetic dipole fields for remote coupling. Here, the data transmission and often also the power supply via antennas, for example. Dipole antennas or spiral antennas. The frequencies at which this
  • Coupling occurs at 433 MHz, 868 MHz and 2.45 GHz, which are specified by the standards ISO 18000-7, ISO18000-6 and ISO 18000-4.
  • N FC methods have the disadvantage that the two devices must be arranged in the immediate vicinity for the duration of the wireless bidirectional data and / or energy transmission.
  • the two radio units may be only a few centimeters apart.
  • the operator is forced to manually position and hold at least one of the two devices for the duration of the connection to the corresponding other device.
  • a typical application here is the parameterization or configuration of a field device by means of a portable or mobile reading and / or writing device or handheld device, eg. Called a smartphone.
  • the invention has for its object to provide a system for use in automation technology, which increased
  • a coupling system for use in automation technology which at least a first device, in particular a field device and arranged outside the first device second device, in particular a reading and / or writing device and / or a manual control device and / or a Display device such as a
  • Smartphone wherein the first device and the second device via a corresponding interface for wireless data and / or
  • Coupling device of the second device interacts, wherein the second device by means of the first coupling device and the second
  • Coupling device releasably attachable to the first device.
  • Coupling system achieved, which allows the operator two devices of automation technology for the purpose of wireless data and / or energy transmission according to the requirements of
  • a first device Positioning and / or holding transmission technology.
  • a first device in particular a field device, a first
  • Coupling device provided, to which a second coupling device of the second device, in particular a smartphone, is coupled such that the two devices by means of wireless data and / or
  • Energy transmission can communicate with each other. After completion of the wireless communication can be solved in this way, the two coupled to each other or attached or attached devices again.
  • Coupling system provides that the mid-range of the first
  • Coupling device of the first device has at least a first component for coupling / interaction.
  • a further advantageous embodiment of the coupling system provides that the first coupling device at least one arranged in the edge region Another component, but preferably several other components, for
  • the coupling stability or holding force can be significantly increased in the coupling of the second device via the coupling device to the first device.
  • the first coupling device of the first device has a plurality of components, they are formed substantially equidistantly around the first component.
  • a second device coupled in this way to the first device can be rotated or rotated quasi rotationally symmetrical with respect to the center of the first component relative to the first device.
  • the coupled second device which, for example, serves as a display device, to align so that the display of the display device is individually positioned according to his angle of view.
  • the middle region of the second coupling device of the second device has at least one second component which interacts with the first component of the first coupling device of the first device.
  • the coupling system according to the invention is configured in that the second coupling device of the second device has at least one arranged in the edge region further component, but preferably a plurality of further components, which interact with the plurality of further components of the first coupling device of the first device.
  • Coupling system configured in that the preferably a plurality of further components of the second coupling device of the second device are formed such that they are substantially equidistant to the
  • the two coupled devices can rotate or rotate against each other depending on the number of other components.
  • Coupling device of the second device are arranged corresponding to the components of the first coupling device of the first device.
  • An alternative embodiment of the coupling system according to the invention provides that the first coupling device of the first device interacts magnetically with the second coupling device of the second device.
  • the second device, which is coupled to the first device is particularly user-friendly, i. especially without additional tools, solve.
  • Coupling system provides that the components of the first
  • Coupling device of the first device or the components of the second coupling device of the second device are designed as permanent magnets, in particular neodymium magnets and / or ferrite magnets.
  • Coupling system provides that the components of the first
  • Coupling device of the first device and the components of the second Coupling device of the second device as permanent magnets, in particular neodymium magnets and / or ferrite magnets of different polarity are formed.
  • Fig. 1 a schematic representation of a preferred embodiment of the coupling system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the coupling system 1 according to the invention.
  • the coupling system 1 consists of a first device 2, in particular a field device 2 and a remotely located outside the first device 2 arranged second device 3, in particular a smartphone 3, wherein the two devices 2, 3 by means of the coupling system 1, for the duration of mechanically coupled to each other wireless energy and / or data transmission.
  • a first coupling device 4 is provided on the first device 2 and a second coupling device 5 on the second device 3.
  • radio units or antennas which are designed such that they are located in the vicinity of the coupling devices 4, 5.
  • the interfaces 6a, 6b in the region of the coupling device 4, 5 or possibly deposited therefrom, are arranged.
  • NFC near-field communication
  • the interfaces 6a, 6b of the respective device 2, 3 is arranged around the first component 8, 12 of the corresponding coupling device 4, 5.
  • the two devices 2, 3 are solvable again.
  • the second device 3, which in particular represents a smartphone 3 with a corresponding software or app exchange data and / or energy.
  • a use case represents, for example, the configuration and / or parameterization of the field device 2 with the aid of a smartphone 3, wherein the smartphone 3 with appropriate software or with a corresponding APP as a control tool for configuration and / or parameterization of the field device 2 and with help of the coupling system 1 is mechanically coupled to the field device 2 during the wireless configuration and / or parameterization.
  • the second device 3 which functions as an external display device, with the aid of
  • Coupling system 1 to the field device 2 mechanically coupled and thus allows the operator, for example. A service technician reading data or information of the field device. 2
  • the external display device either by its own energy source or alternatively via the wireless
  • NFC near-field communication
  • the two communicating devices 2, 3 are detachably coupled by means of the second coupling device 5 to the first coupling device 4 of the first device 2.
  • the first coupling device 4 has in the middle region 7 at least one first component 8, which is provided for coupling or interaction with a second component 12 of the second coupling device 5 of the second device 3, on.
  • the second component 12 is likewise formed in the middle region 11 of the second coupling device 5 and designed in such a way that it can interact with the first component 8.
  • at least one of the two components 8, 12 has a magnetic field, by means of which the other corresponding component 12, 8 can be coupled.
  • the two components 8, 12 as
  • Permanent magnets for example. Neodymium magnets and / or ferrite, to design with different polarity.
  • a further alternative solution provides that only one of the two components 8, 12 is a permanent magnet and the other component 12, 8 consists of a ferromagnetic material, for example a metallic plate or component.
  • a second device 3 fastened or coupled in this way to the first device 2 can be individually positioned relative to the first device 2 after or during the coupling by rotation of the second device 3.
  • the operator in particular a service technician, can position a smartphone 3 coupled to the field device 2 in accordance with his idea in order to achieve a simplified reading of the display of the smartphone 3.
  • At least one further component 10, 14 is provided, wherein the at least one further component 10 in the form of a plate or, as not shown in Fig. 1, in the form of a ring may be configured, wherein the ring is substantially covered or arranged in or in the edge region 9 of the first coupling device 4.
  • both coupling devices each have a ring as another component.
  • the first coupling device 4 shown in FIG. 1 has eight further components 10 in the edge region 9, which are arranged substantially equidistantly around the first component 8 of the first coupling device 4.
  • the second coupling device 5 is configured in such a way that it has four further components 14 in the edge region 13, which likewise is substantially equidistant around the second component 12 of the second
  • Coupling device 5 are arranged. These four further components 14 of the second coupling device 5 can be coupled to the other components 10 of the first coupling device 4.
  • Coupling device 5 substantially equidistantly around the respective first component 8, 12 are arranged and beyond the other components 14 of the second coupling device 5 to the other components 10 of the first coupling device 4 corresponding, in particular with respect to their distance from the respective first component 8, 12, respectively are still a rotation of the second device 3 relative to the first device 2 is possible.
  • the number of further components 10, 14 of the two coupling devices 4, 5 determine the step size in which the second device 3 can be rotated relative to the first device 2.

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Abstract

Kopplungssystem (1) zum Einsatzinder Automatisierungstechnik, welches zumindest ein erstes Gerät (2) sowie ein außerhalb des ersten Gerätes (2) angeordneteszweites Gerät (3) der Automatisierungstechnik aufweist, wobei daserste Gerät (2) und das zweite Gerät (3) über eine entsprechende Schnittstelle (6a,6b) zur drahtlosen Daten-und/oder Energieübertragung verfügen und wobei am ersten Gerät (2) zumindest eine erste Kopplungsvorrichtung (4) angeordnet ist, die mit einer zweiten Kopplungsvorrichtung (5) des zweiten Gerätes (3) wechselwirkt, wobei das zweite Gerät (3) mit Hilfe der ersten Kopplungsvorrichtung (4) und der zweiten Kopplungsvorrichtung (5) lösbar am ersten Gerät (2) befestigbar ist.

Description

Kopplungssystem zum Einsatz in der Automatisierungstechnik
Die Erfindung betrifft ein Kopplungssystem zum Einsatz in der
Automatisierungstechnik, welches ein erstes Gerät mechanisch an ein zweites Gerät lösbar ankoppelt.
In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen dienen. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Sensoren, wie beispielsweise
Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Neben den zuvor genannten Sensoren und Aktoren werden als Feldgeräte allgemein auch solche Einheiten bezeichnet, die direkt an einem Feldbus angeschlossen sind und zur Kommunikation mit den übergeordneten Einheiten dienen, wie z.B. Remote I/Os, Gateways, Linking Devices und Wireless Adapters. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress + Hauser-Gruppe hergestellt und vertrieben.
Neben einer drahtgebundenen Datenübertragung zwischen einem ersten Gerät, bspw. einem Feldgerät, und einem zweiten Gerät, bspw. einem Lese- und/oder Schreibgerät, besteht auch die Möglichkeit einer drahtlosen Daten- und/oder Energieübertragung. Hierzu sind neuere Geräte zumindest teilweise mit einer entsprechenden integralen Funkeinheit ausgestattet.
Ferner sind zur drahtlosen Datenübertragung verschiedene Standards geschaffen worden, so ist bspw. ein internationaler Übertragungsstandard für die Nahfeld-Kommunikation (NFC) zum Austausch von Daten und/oder Energie geschaffen worden. Hierbei erfolgt über magnetische Felder eine induktive Kopplung oder Nahfeldkopplung, mit dessen Hilfe ein Austausch von Daten und/oder Energie über kurze Strecken von wenigen Zentimetern möglich ist. Die Datenübertragung und oftmals auch die Energieversorgung zwischen einem Feldgerät und einem Lese- und/oder Schreibgerät oder einem Anzeigegerät erfolgt dabei über ein magnetisches Nahfeld, welches durch Spulen die als Funkeinheit bzw. Antennen dienen, realisiert wird. Die
Frequenzen, die bei einer solchen Übertragung verwendet werden, liegen bei 135 kHz bzw. 13,56 MHz und sind durch die Normen ISO 18000-2 und ISO 18000-3 bzw. ISO 22536 vorgegeben. Ferner ist es bekannt geworden, elektromagnetische Dipolfelder zur Fernkopplung zu nutzen. Hier erfolgt die Datenübertragung und oft auch die Energieversorgung über Antennen, bspw. Dipolantennen oder Spiralantennen. Die Frequenzen bei denen diese
Kopplung erfolgt, liegen bei 433 MHz, 868 MHz und 2,45 GHz, welche durch die Normen ISO 18000-7, ISO18000-6 bzw. ISO 18000-4 vorgegeben sind.
Diese herkömmlichen drahtlosen Kommunikationsverfahren, insbesondere N FC-Verfahren, weisen jedoch den Nachteil auf, dass die beiden Geräte für die Dauer der drahtlosen bidirektionalen Daten- und/oder Energieübertragung in unmittelbarer Umgebung angeordnet werden müssen. Typischerweise dürfen die beiden Funkeinheiten nur wenige Zentimeter voneinander entfernt sein. Somit ist der Bediener gezwungen, zumindest eines der beiden Geräte für die Dauer der Verbindung händisch an dem entsprechend anderen Gerät zu positionieren und zu halten. Als typischer Anwendungsfall sei hier die Parametrierung bzw. Konfiguration eines Feldgerätes mittels eines portablen bzw. mobilen Lese- und/oder Schreibgerätes bzw. Handbediengerätes, bspw. eines Smartphones genannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Einsatz in der Automatisierungstechnik zu schaffen, welches eine erhöhte
Bedienerfreundlichkeit bei der drahtlosen Daten- und/oder Energieübertragung zweier Geräte aufweist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kopplungssystem zum Einsatz in der Automatisierungstechnik gelöst, welches zumindest ein erstes Gerät, insbesondere ein Feldgerät sowie ein außerhalb des ersten Gerätes angeordnetes zweites Gerät, insbesondere ein Lese- und/oder Schreibgerät und/oder ein Handbediengerät und/oder ein Anzeigegerät wie bspw. ein
Smartphone, aufweist, wobei das erste Gerät und das zweite Gerät über eine entsprechende Schnittstelle zur drahtlosen Daten- und/oder
Energieübertragung verfügen und wobei am ersten Gerät zumindest eine erste Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die mit einer zweiten
Kopplungsvorrichtung des zweiten Gerätes wechselwirkt, wobei das zweite Gerät mit Hilfe der ersten Kopplungsvorrichtung und der zweiten
Kopplungsvorrichtung lösbar am ersten Gerät befestigbar ist.
Erfindungsgemäß wird die erhöhte Bedienerfreundlichkeit durch ein
Kopplungssystem erreicht, welches dem Bediener ermöglicht zwei Geräte der Automatisierungstechnik zum Zwecke der drahtlosen Daten- und/oder Energieübertragung entsprechend den Anforderungen der
Übertragungstechnologie zu positionieren und/oder zu halten. Hierfür ist an dem ersten Gerät, insbesondere ein Feldgerät, eine erste
Kopplungsvorrichtung vorgesehen, an die eine zweite Kopplungsvorrichtung des zweiten Gerätes, insbesondere ein Smartphone, derartig ankoppelbar ist, dass die beiden Geräte mittels drahtloser Daten- und/oder
Energieübertragung miteinander kommunizieren können. Nach Beendigung der drahtlosen Kommunikation lassen sich auf diese Weise die beiden aneinander angekoppelten bzw. aneinander befestigten oder angebrachten Geräte wieder lösen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Kopplungssystems sieht vor, dass der Mittenbereich der ersten
Kopplungsvorrichtung des ersten Gerätes zumindest ein erstes Bauteil zur Kopplung/Wechselwirkung aufweist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Kopplungssystems sieht vor, dass die erste Kopplungsvorrichtung zumindest ein im Randbereich angeordnetes weiteres Bauteil, bevorzugt jedoch mehrere weitere Bauteile, zur
Kopplung/Wechselwirkung aufweist.
Auf diese Weise lässt sich die Kopplungsstabilität bzw. Haltekraft bei der Ankopplung des zweiten Gerätes über die Kopplungsvorrichtung an das erste Gerät deutlich erhöhen.
Als besonders vorteilhaft wird es in Zusammenhang mit dem
erfindungsgemäßen Kopplungssystem erachtet, dass im Falle, dass die erste Kopplungsvorrichtung des ersten Gerätes mehrere Bauteile aufweist, diese im Wesentlichen äquidistant um das erste Bauteil ausgebildet sind.
Dadurch, dass die weiteren Bauteile des Randbereiches im Wesentlichen äquidistant um das zumindest erste Bauteil des Mittenbereiches angeordnet sind, lässt sich ein auf diese Weise an das erste Gerät angekoppelte zweite Gerät quasi rotationssymmetrisch zum Mittelpunkt des ersten Bauteiles gegenüber dem ersten Gerät rotieren bzw. verdrehen. Dies bietet,
beispielsweise für einen Bediener die Möglichkeit, das angekoppelte zweite Gerät, welches bspw. als Anzeigengerät dient, so auszurichten, dass die Anzeige des Anzeigengerätes entsprechend seines Blickwinkels individuell positionierbar ist.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kopplungssystems wird vorgeschlagen, dass der Mittenbereich der zweiten Kopplungsvorrichtung des zweiten Gerätes zumindest ein zweites Bauteil aufweist, das mit dem ersten Bauteil der ersten Kopplungsvorrichtung des ersten Gerätes wechselwirkt.
Nach einem anderen Vorschlag wird das erfindungsgemäße Kopplungssystem dadurch ausgestaltet, dass die zweite Kopplungsvorrichtung des zweiten Gerätes zumindest ein im Randbereich angeordnetes weiteres Bauteil, vorzugsweise jedoch mehrere weitere Bauteile aufweist, die mit den mehreren weiteren Bauteilen der ersten Kopplungsvorrichtung des ersten Gerätes wechselwirken.
Auf diese Weise lässt sich, wie bereits erwähnt, die Stabilität bei der
Ankopplung des zweiten Gerätes an das erste Gerät über die Kopplungsvorrichtung im Vergleich zur Variante mit nur einem bzw. zumindest einem, im Mittenbereich der ersten Kopplungsvorrichtung ausgebildeten, ersten Bauteil, deutlich erhöhen. Nach einem weiteren Vorschlag wird das erfindungsgemäße
Kopplungssystem dadurch ausgestaltet, dass die vorzugsweise mehreren weiteren Bauteile der zweiten Kopplungsvorrichtung des zweiten Gerätes derart ausgebildet sind, dass sie im Wesentlichen äquidistant um den
Mittenbereich der zweiten Kopplungsvorrichtung angeordnet sind,
Auf diese Weise, lassen sich die beiden aneinander gekoppelten Geräte in Abhängigkeit der Anzahl der weiteren Bauteile gegeneinander rotieren bzw. verdrehen.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kopplungssystems wird vorgeschlagen, dass die Bauteile der zweiten
Kopplungsvorrichtung des zweiten Gerätes zu den Bauteilen der ersten Kopplungsvorrichtung des ersten Gerätes korrespondierend angeordnet sind.
Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kopplungssystems sieht vor, dass die erste Kopplungsvorrichtung des ersten Gerätes mit der zweiten Kopplungsvorrichtung des zweiten Gerätes magnetisch wechselwirkt. Auf diese Weise lässt sich das zweite Gerät, welches an dem ersten Gerät angekoppelt ist besonders benutzerfreundlich, d.h. insbesondere ohne zusätzliches Werkzeug, lösen.
Eine weitere alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Kopplungssystems sieht vor, dass die Bauteile der ersten
Kopplungsvorrichtung des ersten Gerätes oder die Bauteile der zweiten Kopplungsvorrichtung des zweiten Gerätes als Permanentmagneten, insbesondere Neodym-Magnete und/oder Ferritmagnete ausgebildet sind.
Eine letzte alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Kopplungssystems sieht vor, dass die Bauteile der ersten
Kopplungsvorrichtung des ersten Gerätes und die Bauteile der zweiten Kopplungsvorrichtung des zweiten Gerätes als Permanentmagneten, insbesondere Neodym -Magnete und/oder Ferritmagnete unterschiedlicher Polarität, ausgebildet sind. Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kopplungssystems.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kopplungssystems 1 . Das Kopplungssystem 1 besteht aus einem ersten Gerät 2, insbesondere einem Feldgerät 2 und einem außerhalb des ersten Gerätes 2 abgesetzt angeordneten zweiten Gerät 3, insbesondere ein Smartphone 3, wobei sich die beiden Geräte 2, 3 mit Hilfe des Kopplungssystems 1 , für die Dauer der drahtlosen Energie- und/oder Datenübertragung mechanisch aneinander ankoppeln lassen. Hierfür ist an dem ersten Gerät 2 eine erste Kopplungsvorrichtung 4 und an dem zweiten Gerät 3 eine zweite Kopplungsvorrichtung 5 vorgesehen.
Ferner weisen die beiden Geräte die zur drahtlosen Daten- und/oder
Energieübertragung entsprechend benötigten Schnittstellen 6a, 6b,
insbesondere Funkeinheiten bzw. Antennen auf, welche derartig ausgestaltet sind, dass sie sich in der näheren Umgebung der Kopplungsvorrichtungen 4, 5 befinden.
Hierbei kommt es auf das Kommunikationsverfahren an, ob die Schnittstellen 6a, 6b, im Bereich der Kopplungsvorrichtung 4, 5 oder unter Umständen auch davon abgesetzt, angeordnet sind. Für den Einsatz der Nahfeld- Kommunikation (NFC) zur drahtlosen Daten- und/oder Energieübertragung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Schnittstellen 6a, 6b im bzw. um den Mitten bereich 7, 1 1 der beiden Kopplungsvorrichtungen 4, 5 anzuordnen. Idealerweise wird die Schnittstelle 6a, 6b des jeweiligen Gerätes 2, 3 um das erste Bauteil 8, 12 der entsprechenden Kopplungsvorrichtung 4, 5 angeordnet. Denkbar ist jedoch auch, die Schnittstelle 6a, 6b abgesetzt von dem
Mittenbereich 7, 1 1 und ggfl. auch der Kopplungsvorrichtung 4, 5 anzuordnen. Mit Hilfe der Schnittstellen 6a, 6b zur drahtlosen Daten- und/oder
Energieübertragung können die beiden Geräte 2, 3 miteinander
kommunizieren, wobei das Kopplungssystem 1 für die mechanische
Ankopplung bzw. Fixierung der beiden Geräte 2, 3 während der
Kommunikation sorgt und nach Beendigung dieser, die beiden Geräte 2, 3 wieder lösbar sind. Auf diese Weise kann das erste Gerät 2, welches insbesondere ein Feldgerät 2 darstellt und das zweite Geräte 3, welches insbesondere ein Smartphone 3 mit einer entsprechenden Software bzw. App darstellt, Daten und/oder Energie austauschen.
Ein Anwendungsfall stellt bspw. die Konfiguration und/oder Parametrierung des Feldgerätes 2 mit Hilfe eines Smartphones 3 dar, wobei das Smartphone 3 mit einer entsprechenden Software bzw. mit einer entsprechenden APP als Bedientool zur Konfiguration und/oder Parametrierung des Feldgerätes 2 dient und mit Hilfe des Kopplungssystems 1 während der drahtlosen Konfiguration und/oder Parametrierung mechanisch an das Feldgerät 2 angekoppelt wird.
Ein weiterer alternativer Anwendungsfall ist bspw. das Anzeigen bzw.
Visualisieren von Daten bzw. Informationen eines Feldgerätes 2, welches keine integrierte Anzeigevorrichtung aufweist. Hierzu wird das zweite Gerät 3, welches als externe Anzeigevorrichtung fungiert, mit Hilfe des
Kopplungssystems 1 an das Feldgerät 2 mechanisch angekoppelt und ermöglicht somit dem Bediener, bspw. einem Service-Techniker das Auslesen von Daten bzw. Informationen des Feldgerätes 2.
Hierbei kann die externe Anzeigevorrichtung entweder durch eine eigene Energiequelle oder aber alternativ über das drahtlose
Kommunikationsverfahren, insbesondere mittels Nahfeld-Kommunikation (NFC), mit der zum Betrieb nötigen Energie versorgt werden.
Wie bereits erwähnt, ist es für die drahtlose Datenübertragung nötig, die beiden miteinander kommunizierenden Geräte 2, 3 derartig anzuordnen, dass die beiden Schnittstellen bzw. Funkeinheiten 6a, 6b nur wenige Zentimeter voneinander entfernt sind. Hierfür wird das zweite Gerät 3 mittels der zweiten Kopplungsvorrichtung 5 an die erste Kopplungsvorrichtung 4 des ersten Gerätes 2 lösbar angekoppelt. Die erste Kopplungsvorrichtung 4 weist im Mittenbereich 7 zumindest ein erstes Bauteil 8, welches zur Kopplung bzw. Wechselwirkung mit einem zweiten Bauteil 12 der zweiten Kopplungsvorrichtung 5 des zweiten Gerätes 3 vorgesehen ist, auf. Das zweite Bauteil 12 ist ebenfalls im Mittenbereich 1 1 der zweiten Kopplungsvorrichtung 5 ausgebildet und derartig gestaltet, dass es mit dem ersten Bauteil 8 wechselwirken kann. Hierfür weist mindestens eines der beiden Bauteile 8, 12 ein magnetisches Feld auf, mit Hilfe dessen das andere korrespondierende Bauteil 12, 8 ankoppelbar ist. Als besonders bevorzugte Variante hat sich erwiesen, die beiden Bauteile 8, 12 als
Permanentmagneten, bspw. Neodym-Magnete und/oder Ferritmagneten, mit unterschiedlicher Polarität auszugestalten. Eine weitere alternative Lösung sieht vor, dass lediglich eines der beiden Bauteile 8, 12 ein Permanentmagnet und das andere Bauteil 12, 8 aus einem ferromagnetischen Material, bspw. einem metallischen Plättchen bzw. Bauteil besteht.
Ein auf diese Weise am ersten Gerät 2 befestigtes bzw. angekoppeltes zweites Gerät 3 lässt sich nach bzw. während der Ankopplung durch Rotation des zweiten Gerätes 3 gegenüber dem ersten Gerät 2 individuell positionieren. So kann bspw. der Bediener, insbesondere ein Service-Techniker ein an das Feldgerät 2 angekoppeltes Smartphone 3, entsprechend seiner Vorstellung positionieren um eine vereinfachte Ablesung des Displays des Smartphones 3 zu erreichen.
Um eine erhöhte Stabilität der Ankopplung zu erreichen ist in den
Randbereichen 9, 13 der beiden Kopplungsvorrichtungen 4, 5 jeweils mindestens ein weiteres Bauteil 10, 14 vorgesehen, wobei das mindestens eine weitere Bauteil 10 in Form eines Plättchen oder, wie in Fig. 1 nicht dargestellt, in Form eines Ringes ausgestaltet sein kann, wobei der Ring im Wesentlichen den bzw. im Randbereich 9 der ersten Kopplungsvorrichtung 4 abdeckt bzw. angeordnet ist.
Selbstverständlich ist auch eine Kombination aus beidem möglich, wobei bspw. die eine Kopplungsvorrichtung 4, 5 ein weiteres Bauteil 10, 14 in Form eines Ringes aufweist und die andere Kopplungsvorrichtung 5, 4 mehrere einzelne Bauteile 14, 10 aufweist, welche im Randbereich 9, 13 der entsprechenden Kopplungsvorrichtung 4, 5 angeordnet sind oder aber, dass beide Kopplungsvorrichtungen als weiteres Bauteil jeweils einen Ring aufweisen.
Die in Fig. 1 dargestellte erste Kopplungsvorrichtung 4 weist acht weitere Bauteile 10 im Randbereich 9 auf, welche im Wesentlichen aquidistant um das erste Bauteil 8 der ersten Kopplungsvorrichtung 4 angeordnet sind.
Wohingegen die zweite Kopplungsvorrichtung 5 derartig ausgestaltet ist, dass sie vier weitere Bauteile 14 im Randbereich 13 aufweist, welche ebenfalls im Wesentlichen aquidistant um das zweite Bauteil 12 der zweiten
Kopplungsvorrichtung 5 angeordnet sind. Diese vier weiteren Bauteile 14 der zweiten Kopplungsvorrichtung 5 lassen sich an die weiteren Bauteile 10 der ersten Kopplungsvorrichtung 4 ankoppeln.
Aufgrund dessen, dass sowohl die weiteren Bauteile 10 der ersten
Kopplungsvorrichtung 4 als auch die weiteren Bauteile 14 der zweiten
Kopplungsvorrichtung 5 im Wesentlichen aquidistant um das jeweilige erste Bauteil 8, 12 angeordnet sind und darüber hinaus die weiteren Bauteile 14 der zweiten Kopplungsvorrichtung 5 zu den weiteren Bauteilen 10 der ersten Kopplungsvorrichtung 4 korrespondierend, insbesondere bezüglich ihres Abstandes zum jeweiligen ersten Bauteil 8, 12, angeordnet sind, ist weiterhin eine Rotation des zweiten Gerätes 3 gegenüber dem ersten Gerät 2 möglich. Die Anzahl der weiteren Bauteile 10, 14 der beiden Kopplungsvorrichtungen 4, 5 bestimmen die Schrittweite in der das zweite Gerät 3 gegenüber dem ersten Gerät 2 rotiert werden kann. Mit dem in Fig. 1 dargestellten Kopplungssystem 1 lassen sich die beiden Geräte 2, 3 mit einer Schrittweite von 45°
gegeneinander rotieren bzw. verdrehen. Denkbar ist jedoch auch, die Anzahl der weiteren Bauteile 10 der ersten Kopplungsvorrichtung zu erhöhen oder ggfl. auch zu verringern, umso eine größere bzw. kleinere Schrittweite zu erzielen. Bezugszeichenliste Kopplungssystem zum Einsatz in der Automatisierungstechnik Erstes Gerät der Automatisierungstechnik / Feldgerät
Zweites Gerät der Automatisierungstechnik / Smartphone Erste Kopplungsvorrichtung
Zweite Kopplungsvorrichtung
Schnittstelle zur drahtlosen Daten- und/oder Energieübertragung Mittenbereich der ersten Kopplungsvorrichtung
Erstes Bauteil der ersten Kopplungsvorrichtung
Randbereich der ersten Kopplungsvorrichtung
Bauteil der ersten Kopplungsvorrichtung
Mittenbereich der zweiten Kopplungsvorrichtung
Zweites Bauteile der zweiten Kopplungsvorrichtung
Randbereich der zweiten Kopplungsvorrichtung
Bauteil der zweiten Kopplungsvorrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Kopplungssystem (1 ) zum Einsatz in der Automatisierungstechnik, welches zumindest ein erstes Gerät (2) sowie ein außerhalb des ersten Gerätes (2) angeordnetes zweites Gerät (3) der Automatisierungstechnik aufweist, wobei das erste Gerät (2) und das zweite Gerät (3) über eine entsprechende
Schnittstelle (6a, 6b) zur drahtlosen Daten- und/oder Energieübertragung verfügen und wobei am ersten Gerät (2) zumindest eine erste
Kopplungsvorrichtung (4) angeordnet ist,
die mit einer zweiten Kopplungsvorrichtung (5) des zweiten Gerätes (3) wechselwirkt,
wobei das zweite Gerät (3) mit Hilfe der ersten Kopplungsvorrichtung (4) und der zweiten Kopplungsvorrichtung (5) lösbar am ersten Gerät (2) befestigbar ist.
2. Kopplungssystem nach Anspruch 1 , wobei der Mittenbereich (7) der ersten Kopplungsvorrichtung (4) des ersten Gerätes (2) zumindest ein erstes Bauteil (8) zur Kopplung/Wechselwirkung aufweist.
3. Kopplungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die erste Kopplungsvorrichtung (4) zumindest ein weiteres Bauteil (10), bevorzugt jedoch mehrere im Randbereich (9) angeordnete weitere Bauteile (10), zur Kopplung/Wechselwirkung aufweist.
4. Kopplungssystem nach Anspruch 3, wobei im Falle, dass die erste
Kopplungsvorrichtung (4) des ersten Gerätes (2) mehrere Bauteile (10) aufweist, diese im Wesentlichen äquidistant um das erste Bauteil (8) ausgebildet sind.
5. Kopplungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der Mittenbereich (1 1 ) der zweiten Kopplungsvorrichtung (5) des zweiten Gerätes (3) zumindest ein zweites Bauteil (12) aufweist, das mit dem ersten Bauteil (8) der ersten Kopplungsvorrichtung (4) des ersten Gerätes (2) wechselwirkt.
6. Kopplungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die zweite Kopplungsvorrichtung (5) des zweiten Gerätes (3) zumindest ein im Randbereich (13) angeordnetes weiteres Bauteil (14), vorzugsweise jedoch mehrere weitere Bauteile (14) aufweist, die mit den weiteren Bauteilen (10) der ersten Kopplungsvorrichtung (4) des ersten Gerätes (2) wechselwirken.
7. Kopplungssystem nach Anspruch 6, wobei die vorzugsweise mehreren weiteren Bauteile (14) der zweiten Kopplungsvorrichtung (5) des zweiten
Gerätes (3) derart ausgebildet sind, dass sie im Wesentlichen um den
Mittenbereich (1 1 ) der zweiten Kopplungsvorrichtung (5) angeordnet sind.
8. Kopplungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Bauteile (12, 14) der zweiten Kopplungsvorrichtung (5) des zweiten Gerätes (3) zu den Bauteilen (8, 10) der ersten
Kopplungsvorrichtung (4) des ersten Gerätes (2) korrespondierend
angeordnet sind.
9. Kopplungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die erste Kopplungsvorrichtung (4) des ersten Gerätes (2) mit der zweiten Kopplungsvorrichtung (5) des zweiten Gerätes (3) magnetisch wechselwirkt.
10. Kopplungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Bauteile (8, 10) der ersten Kopplungsvorrichtung (4) des ersten Gerätes (2) oder die Bauteile (12, 14) der zweiten
Kopplungsvorrichtung (5) des zweiten Gerätes (3) als Permanentmagneten ausgebildet sind.
1 1 . Kopplungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Bauteile (8, 10) der ersten Kopplungsvorrichtung (4) des ersten Gerätes (2) und die Bauteile (12, 14) der zweiten Kopplungsvorrichtung (5) des zweiten Gerätes (3) als Permanentmagneten unterschiedlicher Polarität ausgebildet sind.
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