WO2019091782A1 - Elektrisches anschlussmodul - Google Patents

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WO2019091782A1
WO2019091782A1 PCT/EP2018/079134 EP2018079134W WO2019091782A1 WO 2019091782 A1 WO2019091782 A1 WO 2019091782A1 EP 2018079134 W EP2018079134 W EP 2018079134W WO 2019091782 A1 WO2019091782 A1 WO 2019091782A1
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electrical
shield
connection
connection module
signal
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PCT/EP2018/079134
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English (en)
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Frank Hakemeyer
Martin LILGE
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Phoenix Contact Gmbh & Co Kg
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    • G01R31/68—Testing of releasable connections, e.g. of terminals mounted on a printed circuit board
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    • G01R31/66—Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • G01R31/67—Testing the correctness of wire connections in electric apparatus or circuits

Definitions

  • the present disclosure relates to an electrical connection module for connecting a signal line to a communication line.
  • cable-based communication links typically use cables that have electrical shielding of a signal line disposed in the cable.
  • the electrical shielding can be, for example, an electrically conductive screen braiding enclosing the signal line or a jacket layer of the signal line made of electrically conductive foil.
  • a reference potential in particular a ground potential to the electrical shield.
  • the signal line may have at least two connection points, wherein applying the electrical shielding to the reference potential advantageously takes place at only one connection point. If the signal line is subjected to more than one connection point, each with a reference potential, an existing potential difference may disadvantageously lead to a potential equalization current via the electrical shielding.
  • the potential difference and / or the equipotential bonding current can be detectable with a measuring device and / or by sparking at the connection of the signal line and / or the communication line to the electrical connection module.
  • the disclosure relates to an electrical connection module for connecting a signal line to a communication line, wherein the signal line has an electrical shield.
  • the electrical connection module comprises a connection contact, which is electrically connectable to the electrical shield, and a current sensor, which is electrically coupled to the connection contact and designed to detect a current flow in the electrical shield. Furthermore, the electrical connection module comprises a display device which is designed to generate a warning signal if the current sensor detects a current flow. Furthermore, the electrical connection module can have further connection contacts, in particular for connecting a shield of the communication line. The current sensor may also be electrically coupled to the further connection contacts in order to detect in particular an electric current in the shield of the communication line.
  • the display device is designed to output the warning signal optically, acoustically, electrically and / or by means of vibration.
  • the warning signal can be detected by a sensory organ of a person, by a microphone and / or by a camera.
  • a person who connects the signal line to the electrical connection module, after connecting the electrical shield to the connection contact directly detect the warning signal, if the current sensor has detected a current flow in the electrical shield.
  • an unintended flow of current in the electrical shield can be detected immediately to remedy the flow of current in the electrical shield.
  • a Equipotential bonding between locations with different potentials are laid, which in particular has a relation to the electrical shield larger cross-section.
  • the electrical connection between the electrical shield and the terminal contact may be disconnected after sensing current flow across the electrical shield.
  • An optical warning signal may be advantageous if an acoustic and / or vibratory signal is masked by ambient noise and / or an acoustic detection of the warning signal is not possible. Accordingly, an acoustic warning signal may be advantageous if optical and / or vibratory detection is not possible.
  • the electrical output of the warning signal can be advantageously used to provide the warning signal an evaluation device, which can process the warning signal in particular automated. This can advantageously account for a manual respectively personal bound processing and / or responding to the warning signal.
  • the, in particular optical warning signal by means of a lamp, in particular an LED or incandescent lamp, a monitor, in particular an LC or e-ink display or a color or font mark are generated.
  • a monitor in particular an LC or e-ink display or a color or font mark
  • the monitor is designed as electronic paper (e-ink)
  • a display of the warning signal can be permanently implemented.
  • a warning signal generated at one time and represented by the electronic paper can be permanently visible without further power supply of the electronic paper.
  • the output of a perceptible warning signal directly to the electrical connection module can achieve the advantage that a current flow in the electrical shield can be detected without the use of an additional, in particular external, mobile screen current measuring device.
  • a current flow in the electrical shielding can be detected preventively and, for example, not only after communication errors in the signal line or in the communication line, which may be caused in particular by the current flow in the electrical shielding.
  • the display device is designed to detect reaching a Stromflußschwellwert.es by the current flow in the electrical shield and to generate the warning signal when reaching the Stromflußschwellwert.es.
  • the advantage is achieved that with a current flow in the electrical shield, in particular with a current below the Stromflußschwellwert.es generating the warning signal can be prevented.
  • a current flow with a current below the Stromflußschwellwert.es may be permissible and be implemented a warning signal-free connection of the signal line to the electrical connection module.
  • a false positive generation of the warning signal can be prevented in the case of a current flow generated by noise with a current intensity below the current flow threshold value.
  • a false-positive generation of the warning signal can be prevented in the case of a current flowing through the electrical shielding over a limited period of time, in particular with a current intensity below the current flow threshold value.
  • the Stromflußschwellwert can be configured to realize an adjustment of the maximum allowable current of a current flow in the electrical shielding parameters of the signal line used and / or to parameters of the communication line used.
  • the type of material used and / or the effective conductor cross-section of the electrical shield may vary, such that the current flow threshold may be adjusted, for example, in proportion to the effective conductor cross-section of the electrical shield.
  • the Stromflußschwellwert may further define a current load limit of the electrical shield, so that with the generation of the warning signal, a change of the connection of the electrical shield to the terminal contact or an external cancellation of the current flow in the electrical shield can be realized to damage the signal line and / or Prevent communication line.
  • the Stromflußschwellwert may also form a lower threshold of current flow in the electrical shield, so that when falling below the Stromflußschwellwert.es the warning signal can be generated.
  • This can be advantageously used to monitor a power transmission via the electrical shield or to indicate a break-in or interruption of this power transmission with the warning signal.
  • the display device is designed to output the warning signal for a predetermined time interval or permanently. As a result, the advantage is achieved that the warning signal can be detected independently of a current flow in the electrical shielding. For example, the current flow in the electrical shield can be limited in time and / or periodically.
  • the time interval in which the warning signal is generated may be too short to be detectable by a detection device and / or by a human.
  • Providing the warning signal for a predetermined time interval may enable detection of time-limited and / or periodic currents in the electrical shield.
  • the warning signal can be permanently stored so that the warning signal is provided, in particular even after the current flow subsides.
  • a current flowing in the electrical shielding can be detectable at a later point in time in order, for example, to enable a diagnosis of the signal line and / or the communication line connected to the electrical connection module.
  • the warning signal can also be generated without active connection or conduction of electrical signals through the signal line and / or the communication line.
  • the current sensor comprises an electromagnetic coil at least partially enclosing the electrical shield, the electromagnetic coil being configured to generate a measurement voltage proportional to the change in current flow as the current flow through the electrical shield changes.
  • a direct current in the electrical shield at a turn on of the electrical shield to the terminal contact can be detected.
  • a potential difference existing between a voltage applied to the electrical shield and the reference potential may create a balance current flow in the electrical shield.
  • the equalizing current flows with the connection of the electrical shield to the terminal contact, so that for a limited time interval, the magnetic field detected by the electromagnetic coil changes and thereby the measuring voltage is induced in the electromagnetic coil.
  • an alternating current can be detected. If an alternating current flows in the electromagnetic shield, the magnetic field detected by the electromagnetic coil can change, in particular continuously and with the frequency of the alternating current. With each change in the detected magnetic field, a voltage can be induced in the electromagnetic coil, which voltage can be detectable by the display device in order to generate the warning signal.
  • the windings of the electromagnetic coil may be formed by a conductor track structure on a printed circuit board. Furthermore, the terminal contact and / or a reference potential terminal for connection of a reference potential line can be arranged on the circuit board.
  • the current sensor comprises an ohmic resistance, which connects the electrical shield to a reference potential terminal, wherein a current flow through the electrical shield can be detected by means of a measuring voltage dropping across the ohmic resistance.
  • the measurement voltage may be proportional, in particular linearly proportional to the current flow in the electrical shield.
  • the measuring voltage can be provided directly or by means of further upstream electronic components of the display device.
  • the measuring voltage can be used to directly drive an LED, which emits light with the measuring voltage as a warning signal.
  • the ohmic resistance can be formed by a resistive conductor track structure on a printed circuit board.
  • the connection contact and / or the reference potential connection can be arranged on the printed circuit board.
  • the current sensor comprises a Hall probe, which is designed to detect a magnetic field which surrounds the current-carrying electrical shield and to generate with the detected magnetic field a measurement voltage which is proportional to the current flow in the electrical shield.
  • the Hall sensor may at least partially surround the electrical shield to increase the detected portion of the magnetic field generated by the current flow through the electrical shield. The greater the proportion of the magnetic field detected by the Hall probe, the greater may be a signal-to-noise ratio with respect to the detected current flow in the electrical shield.
  • the Hall probe in addition to the electrical shield, in particular spaced from the electrical shield can be arranged.
  • the display device is designed to detect the measurement voltage and to convert it into the warning signal.
  • the electrical connection module comprises a controller which is designed to store the detected current flow as a measurement signal and to compare the measurement signal with a measurement signal threshold value and to provide a status signal on the basis of a comparison result, the status signal exceeding and / or underflowing Indicates the measured signal threshold value by the measuring signal.
  • the controller may in particular be designed to periodically detect and store the measurement signal.
  • the signal line and / or the communication line may each be specified for a predetermined voltage and / or current value of the electrical current flowing in the electrical shield, such that upon reaching a predetermined voltage and / or current value, the controller enters through the current flow in the electrical shield can provide appropriate status signal and / or can generate the warning signal with the display device.
  • the controller is designed to detect the time profile of the signal parameter and to provide the status signal when a measurement signal change limit value is reached by a rate of change of the measurement signal.
  • a strongly rising voltage and / or a strongly increasing current intensity in particular before reaching a voltage limit value and / or a current limiting value, can be detected.
  • a change in the rate of change of instantaneous values of the current intensity can be generated by a frequency change and / or by a phase shift of the alternating current, which can thus be detected by the controller, and information can be provided with the status signal in this regard.
  • the electrical connection module comprises a communication interface, which is designed to provide the status signal via a communication connection.
  • the communication interface may be, for example, a wireless radio frequency identification RFID interface according to the standard ISO / IEC 14443 or ISO / IEC 18000-3. Furthermore, the communication interface may be a near field communication NFC interface according to the standard ISO / IEC 14443 or ISO / IEC 18092. Other wireless communication technologies that can be used to communicate with the communication interface include Bluetooth, ZigBee IEEE 802.15.4, IEEE 802.1 1 wireless LAN, WiMAX IEEE 802.16, 5G, UMTS, UWB, DECT, and IrDA wideband.
  • the communication interface can be configured to establish a direct connection with another communication interface of another device or communicate via a communication network with the other device.
  • the communication interface can be a wired interface, in particular an Ethernet or fieldbus interface according to one of the following standards: PROFINET, Modbus-TCP, POWERLINK, EtherCAT, EtherNet / IP, DeviceNet, TCP / IP or PROFIBUS.
  • the electrical connection module includes a transfer device having an input port and an output port, wherein the input port is configured to electrically contact the signal line, and wherein the output port is electrically connected to the input port and configured to electrically contact the communication line.
  • the transfer device may form an electrical adapter between the signal line and the communication line to electrically contact the signal line in a first terminal form and to electrically contact the communication line in a second terminal form.
  • the electrical connection module can be arranged in a control cabinet, and the signal line can be connected via the transfer device to a communication line arranged in the control cabinet and at the same time implement grounding of the electrical shielding of the signal line and / or grounding of a further electrical shielding of the communication line.
  • the transfer device may be configured to transmit unchanged electrical signals between the signal line and the communication line.
  • the input terminal comprises a screw terminal connection, a push-in connection, an insulation displacement connection, a tension spring connection or an Ethernet socket connection to contact the signal line
  • the output terminal has a screw terminal connection, a push-in connection, a Insulation displacement connection on a tension spring connection or an Ethernet socket connection to contact the communication line.
  • the signal line may be a twisted-pair cable comprising at least two conductors electrically insulated from one another, which are twisted into each other, and an electrical shield surrounding the pair of wires.
  • the signal cable can be designed in particular for the transmission of electrical signals according to the Ethernet network standard (IEEE 802.3).
  • the particular type of connection of the input terminal and / or the output terminal may be configured to electrically contact a respective electrical conductor of the signal line with one connection.
  • the terminal contact is formed by a shield connection clamp, which at least partially surrounds the electrical shield, in order to establish an electrical surface contact between the electrical shield and the shield connection clamp, wherein the current sensor is integrated in the shield connection clamp.
  • the advantage is achieved that the electrical shield can be connected to the electrical connection module with a reduced contact resistance. Due to the surface contact between the electrical shield and the shield connection point, the electrical connection between the electrical shield and the shield connection point can have a reduced ohmic resistance or contact resistance. Furthermore, a probability for a non-conductive connection between the electrical shield and the terminal contact can be advantageously reduced.
  • connection of the electrical shield to the electrical connection module can advantageously be combined with the connection and / or the orientation of the current sensor to the electrical shielding.
  • Current detection with the electromagnetic coil and / or with the Hall probe may depend on the orientation and / or the position of the electromagnetic coil or the Hall probe, so that an accurate positioning can be realized by means of the shield connection point in order to realize the current detection in the electrical shield with reproducible measuring voltages.
  • the shield connection clamp can in particular be connected to the electrical connection module with a screw, latching and / or clamp connection, which is designed such that a cavity is formed between the shield connection clamp and the electrical connection module, in which the signal line can be inserted, in particular clamped.
  • the shield connection clamp can form a strain relief for the signal line.
  • the shield connection point has a closure device, with which the electrical shield is at least partially encompassable, and wherein the closure device is designed to be opened and / or closed without tools.
  • the shield connection point may in particular have a latching and / or hook connection, which may be formed by latching lug or a hook and a corresponding latching lugs and / or hook receptacle.
  • the shield connection point may comprise an actuating element with which the latching and / or hook connection can be opened.
  • the shield connection clamp comprises an injection-molded circuit carrier which at least partially encloses the shield connection clamp, and wherein the current sensor is formed by an electrically conductive wire which at least partially surrounds the injection-molded circuit carrier or by a Hall probe embedded in the injection-molded circuit carrier.
  • the injection-molded circuit carrier may have a receiving tables for the Hall probe and / or the electromagnetic coil, which allow accurate positioning of the electromagnetic coil and / or the Hall probe with respect to the electrical shield.
  • the electrically conductive wire may form the electromagnetic coil to inductively detect the current flow in the electrical shield. With the number of wire windings of the electrically conductive wire, a sensitivity of the electromagnetic coil with respect to detecting the current flow in the electric shield can be determined.
  • the display device can be connected in the form of an LED directly to the electrically conductive wire, in particular soldered to produce the warning signal with the induced measurement voltage.
  • connection contact can be acted upon by a reference potential in order to ground the electrical shield.
  • a reference potential in order to ground the electrical shield.
  • FIG. 1 shows an electrical connection module in one embodiment
  • 3 shows an electrical connection module in one embodiment.
  • the electrical connection module 100 includes a connection contact 107, which is electrically connectable to the electrical shield 105 and a current sensor 109, which with the Terminal contact 107 is electrically coupled and configured to detect a current flow in the electrical shield 105. Furthermore, the electrical connection module 100 has a display device 1 1 1, which is designed to generate a warning signal, if the current sensor 109 detects a current flow.
  • the display device 1 1 1 is designed to output the warning signal optically.
  • the display device 1 1 1 has a light-emitting diode which is arranged in particular so that the light-emitting diode when connecting the signal line 101 and / or the communication line 103 and in particular a connection of the electrical shield 105 to the electrical connection module 100 visible is.
  • the current sensor 109 comprises an electromagnetic coil 201 which at least partially surrounds the electrical shield 105, the electromagnetic coil 201 being designed to generate a measurement voltage proportional to the change in the current flow with a change in the current flow through the electrical shield 105
  • the display device 1 1 1 is further adapted to detect reaching a Stromflußschwellwert.es by the current flow in the electrical shield 105 and to generate the warning signal when reaching the Stromflußschwellwert.es.
  • the current sensor 109 may be formed such that the measurement voltage, which is sufficiently high to directly operate the LED of the display device 1 1 1, is generated at a current corresponding to the Stromflußschwellwert.
  • the light-emitting diode can be connected directly to the current sensor 109, in particular without additional amplification, in order to indicate a detected current flow in the electrical shield 105.
  • the display device 1 1 1 is further configured to output the warning signal for a predetermined time interval or permanently.
  • the time interval can be adjustable.
  • the warning signal may be issued periodically after detecting the current flow in the electrical shield 105.
  • the electrical connection module 100 comprises a transfer device 1 15, which has an input terminal 1 17 and an output terminal 1 19, wherein the input terminal 1 17 is adapted to electrically contact the signal line 101, in particular the signal line core 121, and wherein the output terminal 1 19 with the input terminal 1 17 is electrically connected and adapted to contact the communication line 103 electrically.
  • the electrical connection module 100 further comprises a reference potential terminal 1 13, with which the terminal 107 is electrically connected to bias the terminal 107 with a reference potential. With the reference potential, the electrical shield 105 may be grounded.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an electrical connection module 100 for connecting a signal line 101 to a communication line 103, the signal line 101 having an electrical shield 105.
  • the electrical connection module 100 comprises a connection contact 107, which is electrically connectable to the electrical shield 105 and a current sensor 109, which is electrically coupled to the connection contact 107 and designed to detect a current flow in the electrical shield 105.
  • the electrical connection module 100 has a display device 1 1 1, which is designed to generate a warning signal, if the current sensor 109 detects a current flow.
  • the current sensor 109 comprises an electromagnetic coil 201 which at least partially surrounds the electrical shield 105.
  • the electromagnetic coil 201 is configured to generate a measurement voltage proportional to the change in the current flow with a change in the current flow through the electrical shield 105.
  • the electrical connection module 100 comprises a controller 203 which is designed to store the detected current flow as a measurement signal and to compare the measurement signal with a measurement signal threshold value and to provide a status signal on the basis of a comparison result, the status signal exceeding and / or underflowing Indicates the measured signal threshold value by the measuring signal.
  • the electrical connection module 100 further comprises a communication interface 205, which is designed to provide the status signal via a communication connection.
  • the terminal 107 is formed by a shield terminal which partially encloses the electrical shield 105 to make electrical surface contact between the electric shield 105 and the shield terminal, and the current sensor 109 is integrated with the shield terminal.
  • the shield connection clamp comprises an injection-molded circuit carrier 207 which at least partially encloses the shield connection clamp.
  • the current sensor 109 is formed by an electrically conductive wire, which at least partially surrounds the injection-molded circuit carrier 207.
  • the electrically conductive wire may form an electromagnetic coil which inductively detects the current flow in the electrical shield 105.
  • the electrical shield 105 can be connected to the reference potential terminal 1 13 via an electrical conductor track, which is arranged on a circuit board.
  • the current sensor 109 can be formed by conductor windings which coil-shape the electrical conductor so that a current flow through the electrical shield 105 can be detected inductively by means of the conductor windings by the current sensor 109.
  • the electric shield 105 is a cylindrical wire mesh which encloses the signal line core 121 and is spaced from the signal line core 121 and electrically isolated.
  • the shield connection clamp can be connected to the electrical connection module 100 with a screw connection, wherein the screw connection is formed such that a cavity is formed between the shield connection clamp and the electrical connection module 100, in which the signal line 101 can be inserted, in particular clamped by the screw connection.
  • the shield connection clamp can be used as a strain relief for the signal line 101.
  • the shield connection clamp has an electrically conductive surface on an inner surface, which forms the connection contact 107.
  • the connection contact 107 is partially enclosed by the injection-molded circuit carrier 207.
  • the electrical connection module 100 further comprises a reference potential terminal 1 13, with which the terminal 107 is electrically connected to bias the terminal 107 with a reference potential. With the reference potential, the electrical shield 105 may be grounded.
  • the electrical connection module 100 comprises a transfer device 1 15, which has an input terminal 1 17 and an output terminal 1 19, wherein the input terminal 1 17 is adapted to electrically contact the signal line 101, in particular the signal line core 121, and wherein the output terminal 1 19 with the input terminal 1 17 is electrically connected and adapted to contact the communication line 103 electrically.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an electrical connection module 100 for connecting a signal line 101 to a communication line 103, the signal line 101 having an electrical shield 105.
  • the electrical connection module 100 comprises a connection contact 107, which is electrically connectable to the electrical shield 105 and a current sensor, which is electrically coupled to the connection contact 107 and configured to detect a current flow in the electrical shield 105.
  • the electrical connection module 100 has a display device 1 1 1, which is designed to generate a warning signal if the current sensor detects a current flow.
  • the electrical connection module 100 comprises a transfer device 1 15, which has an input terminal 1 17 and an output terminal 1 19, wherein the input terminal 1 17 is adapted to electrically contact the signal line 101, in particular the signal line core 121, and wherein the output terminal 1 19 with the input terminal 1 17 is electrically connected and adapted to contact the communication line 103 electrically.
  • the transfer device 15 can realize a clear electrical connection between wires of the communication line 103 and the wires of the signal line 101.
  • the input terminal 1 17 has a screw terminal connection to contact the signal line 101, and the output terminal 1 19 has an Ethernet terminal. Jack connection to contact the communication line 103.
  • the screw terminal connection has a separate screw terminal for each wire of the signal line core 121, with which the respective core of the signal line core 121 is electrically, mechanically fixed and detachably connected.

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Abstract

Die Offenbarung umfasst ein elektrisches Anschlussmodul (100) zum Verbinden einer Signalleitung (101) mit einer Kommunikationsleitung (103), wobei die Signalleitung (101) eine elektrische Abschirmung (105) aufweist, mit einem Anschlusskontakt (107), welcher mit der elektrischen Abschirmung (105) elektrisch verbindbar ist, einem Stromsensor (109), welcher mit dem Anschlusskontakt (107) elektrisch gekoppelt und ausgebildet ist, einen Stromfluss in der elektrischen Abschirmung (105) zu erfassen, und einer Anzeigeeinrichtung (111), welche ausgebildet ist, ein Warnsignal zu erzeugen, falls der Stromsensor (109) einen Stromfluss erfasst.

Description

Elektrisches Anschlussmodul
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein elektrisches Anschlussmodul zum Verbinden einer Signalleitung mit einer Kommunikationsleitung.
In Kommunikationsnetzen werden für leitungsgebundene Kommunikationsverbindungen typischerweise Kabel verwendet, welche eine elektrische Abschirmung einer in dem Kabel angeordneten Signalleitung aufweisen. Die elektrische Abschirmung kann beispielsweise ein die Signalleitung umschließendes elektrisch leitendes Schirmgeflecht oder eine Mantelschicht der Signalleitung aus elektrisch leitender Folie sein. Um die Signalleitung mit der elektrischen Abschirmung vor dem Einwirken elektromagnetischer Störeinflüssen zu schützen oder die Wechselwirkung der Signalleitung mit elektromagnetischen Feldern zu reduzieren, kann es notwendig sein die elektrische Abschirmung mit einem Bezugspotential, insbesondere einem Erdpotential zu beaufschlagen.
Die Signalleitung kann zumindest zwei Anschlussstellen aufweisen, wobei ein Beaufschlagen der elektrischen Abschirmung mit dem Bezugspotential vorteilhafterweise an nur einer Anschlussstelle erfolgt. Falls die Signalleitung an mehr als einer Anschlussstelle mit jeweils einem Bezugspotential beaufschlagt ist, kann eine vorhandene Potentialdifferenz in nachteiliger Weise zu einem Potentialausgleichsstrom über die elektrische Abschirmung führen. Die Potentialdifferenz und/oder der Potentialausgleichsstrom können mit einem Messgerät und/oder durch Funkenschlag bei dem Anschluss der Signalleitung und/oder der Kommunikationsleitung an das elektrische Anschlussmodul erfassbar sein.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ein effizienteres elektrisches Anschlussmodul zum Verbinden einer Signalleitung mit einer Kommunikationsleitung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren. Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch ein elektrisches Anschlussmodul gelöst werden kann, welches ausgebildet ist, Potentialausgleichsströme effizient zu erfassen. Das elektrische Anschlussmodul weist eine integrierte Stromflusserfassung auf, welche ausgebildet ist, einen über die elektrische Abschirmung fließenden Potentialausgleichsstrom zu erfassen und anzuzeigen. Insbesondere kann der Potentialausgleichsstrom bereits beim Anschluss der Signalleitung und/oder der Kommunikationsleitung an das elektrische Anschlussmodul erfasst und/oder angezeigt werden. Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung ein elektrisches Anschlussmodul zum Verbinden einer Signalleitung mit einer Kommunikationsleitung, wobei die Signalleitung eine elektrische Abschirmung aufweist. Das elektrische Anschlussmodul umfasst einen Anschlusskontakt, welcher mit der elektrischen Abschirmung elektrisch verbindbar ist, und einen Stromsensor, welcher mit dem Anschlusskontakt elektrisch gekoppelt und ausgebildet ist, einen Stromfluss in der elektrischen Abschirmung zu erfassen. Ferner umfasst das elektrische Anschlussmodul eine Anzeigeeinrichtung, welche ausgebildet ist, ein Warnsignal zu erzeugen, falls der Stromsensor einen Stromfluss erfasst. Ferner kann das elektrische Anschlussmodul weitere Anschlusskontakte, insbesondere zum Anschluss einer Abschirmung der Kommunikationsleitung aufweisen. Der Stromsensor kann auch mit den weiteren Anschlusskontakten elektrisch gekoppelt sein, um insbesondere einen elektrischen Strom in der Abschirmung der Kommunikationsleitung zu erfassen.
In einer Ausführungsform ist die Anzeigeeinrichtung ausgebildet, das Warnsignal optisch, akustisch, elektrisch und/oder mittels Vibration auszugeben. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Warnsignal von einem Sinnesorgan eines Menschen, von einem Mikrofon und/oder von einer Kamera erfasst werden kann. Insbesondere kann eine Person, welche die Signalleitung mit dem elektrischen Anschlussmodul verbindet, nach Anschluss der elektrischen Abschirmung an den Anschlusskontakt unmittelbar das Warnsignal erfassen, falls der Stromsensor einen Stromfluss in der elektrischen Abschirmung erfasst hat. Insbesondere ein unbeabsichtigter Stromfluss in der elektrischen Abschirmung kann unmittelbar erfasst werden, um dem Stromfluss in der elektrischen Abschirmung abzuhelfen. Beispielsweise kann eine Potentialausgleichsleitung zwischen Orten mit unterschiedlichen Potentialen verlegt werden, welche insbesondere einen gegenüber der elektrischen Abschirmung größeren Leitungsquerschnitt aufweist. Ferner kann die elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Abschirmung und dem Anschlusskontakt nach dem Erfassen eines Stromflusses über die elektrische Abschirmung wieder getrennt werden.
Ein optisches Warnsignal kann vorteilhaft sein, falls ein akustisches und/oder vibratorisches Signal durch Umgebungsrauschen maskiert ist und/oder eine akustische Erfassung des Warnsignals nicht möglich ist. Entsprechend kann ein akustisches Warnsignal vorteilhaft sein, falls ein optisches und/oder vibratorisches Erfassen nicht möglich ist. Die elektrische Ausgabe des Warnsignals kann vorteilhaft genutzt werden, um das Warnsignal einer Auswertevorrichtung bereitzustellen, welche das Warnsignal insbesondere automatisiert verarbeiten kann. Dadurch kann vorteilhafterweise ein manuelles respektive personengebundenes Verarbeiten und/oder Reagieren auf das Warnsignal entfallen.
Weiterhin kann das, insbesondere optische Warnsignal mittels einer Leuchte, insbesondere einer LED oder Glühlampe, einem Monitor, insbesondere einem LC- oder E-Ink-Display oder einer Färb- respektive Schriftmarkierung erzeugt werden. Ist der Monitor als elektronisches Papier (E-Ink) ausgeführt, kann eine Anzeige des Warnsignals permanent realisiert sein. Insbesondere kann ein zu einem Zeitpunkt erzeugtes und mittels des elektronischen Papiers dargestelltes Warnsignal ohne weitere Energieversorgung des elektronischen Papiers dauerhaft sichtbar sein. Die Ausgabe eines wahrnehmbaren Warnsignals direkt an dem elektrischen Anschlussmodul kann den Vorteil erreichen, dass ein Stromfluss in der elektrischen Abschirmung ohne Verwendung eines zusätzlichen, insbesondere externen, mobilen Schirmstrommessgeräts erfassbar sein kann. So kann ein Stromfluss in der elektrischen Abschirmung präventiv erfasst werden und beispielsweise nicht erst nach Kommunikationsfehlern in der Signalleitung respektive in der Kommunikationsleitung, welche insbesondere von dem Stromfluss in der elektrischen Abschirmung verursacht sein können. In einer Ausführungsform ist die Anzeigeeinrichtung ausgebildet, ein Erreichen eines Stromflussschwellwert.es durch den Stromfluss in der elektrischen Abschirmung zu erfassen und bei Erreichen des Stromflussschwellwert.es das Warnsignal zu erzeugen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass mit einem Stromfluss in der elektrischen Abschirmung, insbesondere mit einer Stromstärke unterhalb des Stromflussschwellwert.es das Erzeugen des Warnsignals unterbunden sein kann. Ein Stromfluss mit einer Stromstärke unterhalb des Stromflussschwellwert.es kann dadurch zulässig sein und ein warnsignalfreier Anschluss der Signalleitung an das elektrische Anschlussmodul realisiert sein. Weiterhin kann beispielsweise ein falschpositives Erzeugen des Warnsignals bei einem durch Rauschen erzeugten Stromfluss mit einer Stromstärke unterhalb des Stromflussschwellwert.es unterbunden sein. Ebenso kann ein falschpositives Erzeugen des Warnsignals bei einem über einen begrenzten Zeitraum durch die elektrische Abschirmung fließenden Stroms, insbesondere mit einer Stromstärke unterhalb des Stromflussschwellwert.es, unterbunden sein.
Der Stromflussschwellwert kann konfigurierbar sein, um eine Anpassung der maximal zulässigen Stromstärke eines Stromflusses in der elektrischen Abschirmung an Parameter der verwendeten Signalleitung und/oder an Parameter der verwendeten Kommunikationsleitung zu realisieren. Beispielsweise können die Art des verwendeten Materials und/oder der effektive Leitungsquerschnitt der elektrischen Abschirmung variieren, sodass der Stromflussschwellwert beispielsweise proportional zu dem effektiven Leitungsquerschnitt der elektrischen Abschirmung angepasst werden kann. Der Stromflussschwellwert kann ferner eine Strombelastungsgrenze der elektrischen Abschirmung definieren, sodass mit dem Erzeugen des Warnsignals eine Änderung des Anschlusses der elektrischen Abschirmung an den Anschlusskontakt oder eine externe Aufhebung des Stromflusses in der elektrischen Abschirmung realisiert sein kann, um eine Beschädigung der Signalleitung und/oder der Kommunikationsleitung zu verhindern.
Der Stromflussschwellwert kann ferner eine untere Schwelle eines Stromflusses in der elektrischen Abschirmung bilden, sodass bei Unterschreiten des Stromflussschwellwert.es das Warnsignal erzeugt werden kann. Dies kann vorteilhafterweise genutzt werden, um eine Stromübertragung über die elektrische Abschirmung zu überwachen respektive einen Einbruch oder Abbruch dieser Stromübertragung mit dem Warnsignal anzuzeigen. In einer Ausführungsform ist die Anzeigeeinrichtung ausgebildet, das Warnsignal für ein vorbestimmtes Zeitintervall oder dauerhaft auszugeben. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Warnsignal unabhängig von einem momentanen Stromfluss in der elektrischen Abschirmung erfassbar sein kann. Beispielsweise kann der Stromfluss in der elektrischen Abschirmung zeitlich begrenzt und/oder periodisch erfolgen. Wird das Warnsignal ausschließlich während des Stromflusses erzeugt, kann das Zeitintervall, in welchem das Warnsignal erzeugt ist zu kurz sein, um von einer Erfassungseinrichtung und/oder von einem Menschen erfassbar zu sein. Ein Bereitstellen des Warnsignals für ein vorbestimmtes Zeitintervall kann ein Erfassen von zeitlich begrenzten und/oder periodischen Strömen in der elektrischen Abschirmung ermöglichen. Weiterhin kann das Warnsignal dauerhaft speichernd angezeigt werden, sodass insbesondere auch nach einem Abklingen des Stromflusses das Warnsignal bereitgestellt ist. Ferner kann ein in der elektrischen Abschirmung geflossener Strom zu einem späteren Zeitpunkt erfassbar sein, um beispielsweise eine Diagnose der an das elektrische Anschlussmodul angeschalteten Signalleitung und/oder Kommunikationsleitung zu ermöglichen. Insbesondere kann das Warnsignal auch ohne aktive Beschaltung respektive Leitung von elektrischen Signalen durch die Signalleitung und/oder die Kommunikationsleitung erzeugt sein.
In einer Ausführungsform umfasst der Stromsensor eine elektromagnetische Spule, welche die elektrische Abschirmung zumindest teilweise umschließt, wobei die elektromagnetische Spule ausgebildet ist, mit einer Änderung des Stromflusses durch die elektrische Abschirmung eine zu der Änderung des Stromflusses proportionale Messspannung zu erzeugen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Stromfluss in der elektrischen Abschirmung induktiv erfasst werden kann. Eine Änderung des Stromflusses in der Abschirmung induziert die Messspannung in der elektromagnetischen Spule, welche genutzt werden kann, um die Anzeigeeinrichtung, insbesondere eine LED mit elektrischer Energie zu versorgen, um das Warnsignal, insbesondere eine Lichtemission mittels der LED zu realisieren.
Mit der elektromagnetischen Spule kann auch ein Stromfluss mit konstanter Stromstärke, insbesondere ein Gleichstrom in der elektrischen Abschirmung bei einem Anschalten der elektrischen Abschirmung an den Anschlusskontakt erfassbar sein. Bei dem Anschalten der elektrischen Abschirmung an den Anschlusskontakt, welcher mit einem Bezugspotential geerdet sein kann, kann eine Potentialdifferenz, welche zwischen einer an der elektrischen Abschirmung anliegenden Spannung und dem Bezugspotential besteht, einen Ausgleichsstromfluss in der elektrischen Abschirmung erzeugen. Der Ausgleichsstrom fließt mit dem Anschalten der elektrischen Abschirmung an den Anschlusskontakt, sodass sich für ein begrenztes Zeitintervall das von der elektromagnetischen Spule erfasste Magnetfeld ändert und dadurch die Messspannung in der elektromagnetischen Spule induziert wird. Ferner kann mit der elektromagnetischen Spule ein Wechselstrom erfassbar sein. Fließt ein Wechselstrom in der elektromagnetischen Abschirmung kann sich das von der elektromagnetischen Spule erfasste Magnetfeld, insbesondere kontinuierlich und mit der Frequenz des Wechselstroms ändern. Bei jeder Änderung des erfassten Magnetfeldes kann eine Spannung in der elektromagnetischen Spule induziert werden, welche von der Anzeigeeinrichtung erfassbar sein kann, um das Warnsignal zu erzeugen.
Die Wicklungen der elektromagnetischen Spule können durch eine Leiterbahnstruktur auf einer Leiterplatte gebildet sein. Weiterhin können auf der Leiterplatte der Anschlusskontakt und/oder ein Bezugspotentialanschluss zum Anschluss einer Bezugspotentialleitung angeordnet sein.
In einer Ausführungsform umfasst der Stromsensor einen ohmschen Widerstand, welcher die elektrische Abschirmung mit einem Bezugspotentialanschluss verbindet, wobei ein Stromfluss durch die elektrische Abschirmung mittels einer an dem ohmschen Widerstand abfallenden Messspannung erfassbar ist.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Stromfluss in der elektrischen Abschirmung kosteneffizient mit der Messspannung über dem ohmschen Widerstand erfasst werden kann. Die Messspannung kann proportional, insbesondere linear proportional zu dem Stromfluss in der elektrischen Abschirmung sein. Die Messspannung kann direkt oder mittels weiterer vorgeschalteter elektronischer Bauteile der Anzeigeeinrichtung bereitgestellt sein. Insbesondere kann die Messspannung genutzt werden, um direkt eine LED zu treiben, welche mit der Messspannung als Warnsignal Licht emittiert. Der ohmsche Widerstand kann durch eine widerstandsbehaftete Leiterbahnstruktur auf einer Leiterplatte gebildet sein. Auf der Leiterplatte können ferner der Anschlusskontakt und/oder der Bezugspotentialanschluss angeordnet sein. In einer Ausführungsform umfasst der Stromsensor eine Hallsonde, welche ausgebildet ist, ein Magnetfeld zu erfassen, welches die stromdurchflossene elektrische Abschirmung umgibt und mit dem erfassten Magnetfeld eine Messspannung zu erzeugen, welche proportional zu dem Stromfluss in der elektrischen Abschirmung ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Stromfluss in der elektrischen Abschirmung kontaktlos und/oder ohne zusätzlich an die elektrische Abschirmung angeschlossene elektrische Bauteile realisiert sein kann. Der Hallsensor kann die elektrische Abschirmung zumindest teilweise umschließen, um den erfassten Anteil des Magnetfeldes, welches von dem Stromfluss durch die elektrische Abschirmung erzeugt ist, zu vergrößern. Je größer der Anteil des von der Hallsonde erfassten Magnetfeldes, desto größer kann ein Signal- Rausch-Verhältnis in Bezug auf den erfassten Stromfluss in der elektrischen Abschirmung sein. Weiterhin kann die Hallsonde neben der elektrischen Abschirmung, insbesondere beabstandet von der elektrischen Abschirmung angeordnet sein. In einer Ausführungsform ist die Anzeigeeinrichtung ausgebildet, die Messspannung zu erfassen und in das Warnsignal zu wandeln.
In einer Ausführungsform umfasst das elektrische Anschlussmodul eine Steuerung, welche ausgebildet ist, den erfassten Stromfluss als ein Messsignal zu speichern und das Messsignal mit einem Messsignalschwellwert zu vergleichen und auf Basis eines Vergleichsergebnisses ein Statussignal bereitzustellen, wobei das Statussignal eine Überschreitung und/oder eine Unterschreitung des Messsignalschwellwerts durch das Messsignal anzeigt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der erfasste Stromfluss in der elektrischen Abschirmung als Messsignal weiterverarbeitet werden kann, um insbesondere eine Information zu einem zeitlichen Verlauf oder einer Schwellwertüberschreitung des Stromflusses in der elektrischen Abschirmung bereitzustellen. Die Steuerung kann insbesondere ausgebildet sein, das Messsignal periodisch zu erfassen und zu speichern. Die Signalleitung und/oder die Kommunikationsleitung können jeweils für einen vorbestimmten Spannungs- und/oder Stromstärkewert des in der elektrischen Abschirmung fließenden elektrischen Stroms spezifiziert sein, sodass die Steuerung bei Erreichen eines vorbestimmten Spannungs- und/oder Stromstärkewertes durch den Stromfluss in der elektrischen Abschirmung ein entsprechendes Statussignal bereitstellen kann und/oder mit der Anzeigeeinrichtung das Warnsignal erzeugen kann.
In einer Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, den zeitlichen Verlauf des Signalparameters zu erfassen und bei Erreichen eines Messsignaländerungsgrenzwertes durch eine Änderungsgeschwindigkeit des Messsignals das Statussignal bereitzustellen.
Mit der Änderungsgeschwindigkeit des Messsignals kann beispielsweise eine stark ansteigende Spannung und/oder eine stark ansteigende Stromstärke, insbesondere vor Erreichen eines Spannungsgrenzwertes und/oder eines Stromstärkegrenzwertes erfasst werden. Bei Wechselströmen kann eine Änderung der Änderungsgeschwindigkeit von Momentanwerten der Stromstärke durch eine Frequenzänderung und/oder durch eine Phasenverschiebung des Wechselstroms erzeugt werden, welche somit von der Steuerung erfasst werden kann, und eine Information diesbezüglich mit dem Statussignal bereitgestellt werden kann.
In einer Ausführungsform umfasst das elektrische Anschlussmodul eine Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, das Statussignal über eine Kommunikationsverbindung bereitzustellen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine Schirmstromüberwachung in einem verteilten Netzwerk von einer Mehrzahl von elektrischen Anschlussmodulen oder eine entfernte Überwachung des elektrischen Anschlussmoduls realisiert sein kann.
Die Kommunikationsschnittstelle kann beispielsweise eine drahtlose Radiofrequenzidentifikations-RFID-Schnittstelle nach dem Standard ISO/IEC 14443 oder ISO/IEC 18000-3 sein. Weiterhin kann die Kommunikationsschnittstelle eine Nahfeldkommunikations-NFC-Schnittstelle nach dem Standard ISO/IEC 14443 oder ISO/IEC 18092 sein. Andere drahtlose Kommunikationstechnologien, welche zur Kommunikation mit der Kommunikationsschnittstelle genutzt werden können, umfassen Bluetooth, ZigBee IEEE 802.15.4, Wireless LAN IEEE 802.1 1 , WiMAX IEEE 802.16, 5G, UMTS, Ultra-Wideband UWB, DECT und IrDA. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein eine direkte Verbindung mit einer weiteren Kommunikationsschnittstelle eines weiteren Geräts aufzubauen oder über ein Kommunikationsnetzwerk mit dem weiteren Gerät kommunizieren. Weiterhin kann die Kommunikationsschnittstelle eine drahtgebundene Schnittstelle, insbesondere eine Ethernet- oder Feldbus-Schnittstelle nach einem der folgenden Standards sein: PROFINET, Modbus-TCP, POWERLINK, EtherCAT, EtherNet/IP, DeviceNet, TCP/IP oder PROFI BUS.
In einer Ausführungsform umfasst das elektrische Anschlussmodul eine Übergabevorrichtung, welche einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss aufweist, wobei der Eingangsanschluss ausgebildet ist, die Signalleitung elektrisch zu kontaktieren, und wobei der Ausgangsanschluss mit dem Eingangsanschluss elektrisch verbunden und ausgebildet ist, die Kommunikationsleitung elektrisch zu kontaktieren.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass über das elektrische Anschlussmodul eine Kommunikationsverbindung zwischen der Signalleitung und der Kommunikationsleitung realisiert sein kann. Die Übergabevorrichtung kann einen elektrischen Adapter zwischen der Signalleitung und der Kommunikationsleitung bilden, um die Signalleitung in einer ersten Anschlussform elektrisch zu kontaktieren und die Kommunikationsleitung in einer zweiten Anschlussform elektrisch zu kontaktieren. Das elektrische Anschlussmodul kann in einem Schaltschrank angeordnet sein, und die Signalleitung kann über die Übergabevorrichtung mit einer in dem Schaltschrank angeordneten Kommunikationsleitung verbunden sein und gleichzeitig eine Erdung der elektrischen Abschirmung der Signalleitung und/oder eine Erdung einer weiteren elektrischen Abschirmung der Kommunikationsleitung realisieren. Die Übergabevorrichtung kann ausgebildet sein, elektrische Signale zwischen der Signalleitung und der Kommunikationsleitung unverändert zu übertragen.
In einer Ausführungsform weist der Eingangsanschluss eine Schraubklemmenverbindung, eine Push-In-Verbindung, eine Schneid-Klemmverbindung eine Zugfederverbindung oder einer Ethernet-Buchsenverbindung auf, um die Signalleitung zu kontaktieren, und der Ausgangsanschluss weist eine Schraubklemmenverbindung, eine Push-In-Verbindung, eine Schneid-Klemmverbindung eine Zugfederverbindung oder eine Ethernet- Buchsenverbindung auf, um die Kommunikationsleitung zu kontaktieren. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Signalleitung und/oder die Kommunikationsleitung lösbar mit dem elektrischen Anschlussmodul verbunden werden können. Der Eingangsanschluss und/oder der Ausgangsanschluss können insbesondere für den Anschluss eines Ethernet-kabels als Signalleitung und/oder als Kommunikationsleitung ausgebildet sein.
Die Signalleitung kann insbesondere ein Kabel mit verdrillten Adernpaaren (Twisted-Pair- Cable) sein, welches zumindest zwei voneinander elektrisch isolierte Leiter, welche ineinander verdrillt sind, und eine das Adernpaar umgebende elektrische Abschirmung umfasst. Das Signalkabel kann insbesondere zur Übertragung von elektrischen Signalen nach dem Ethernet-Netzwerkstandard (IEEE 802.3) ausgebildet sein. Die jeweilige Verbindungsart des Eingangsanschlusses und/oder des Ausgangsanschlusses kann ausgebildet sein, mit einer Verbindung jeweils eine elektrische Ader der Signalleitung elektrisch zu kontaktieren.
In einer Ausführungsform ist der Anschlusskontakt durch eine Schirmanschlussschelle gebildet, welche die elektrische Abschirmung zumindest teilweise umschließt, um einen elektrischen Flächenkontakt zwischen der elektrischen Abschirmung und der Schirmanschlussschelle herzustellen, wobei der Stromsensor in die Schirmanschlussschelle integrierbar ist.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die elektrische Abschirmung mit einem reduzierten Kontaktwiderstand mit dem elektrischen Anschlussmodul verbunden werden kann. Durch den flächigen Kontakt zwischen der elektrischen Abschirmung und der Schirmanschlussstelle kann die elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Abschirmung und der Schirmanschlussstelle einen reduzierten ohmschen Widerstand, respektive Kontaktwiderstand aufweisen. Ferner kann eine Wahrscheinlichkeit für eine nichtleitende Verbindung zwischen der elektrischen Abschirmung und dem Anschlusskontakt vorteilhaft verringert sein.
Mit der Integration des Stromsensors in die Schirmanschlussschelle kann vorteilhafterweise der Anschluss der elektrischen Abschirmung an das elektrische Anschlussmodul mit dem Anschluss und/oder der Ausrichtung des Stromsensors an die elektrische Abschirmung kombiniert werden. Die Stromerfassung mit der elektromagnetischen Spule und/oder mit der Hallsonde können von der Ausrichtung und/oder der Position der elektromagnetischen Spule respektive der Hallsonde abhängen, sodass eine genaue Positionierung mittels der Schirmanschlussstelle realisiert sein kann, um die Stromerfassung in der elektrischen Abschirmung mit reproduzierbaren Messspannungen zu realisieren.
Die Schirmanschlussschelle kann insbesondere mit einer Schraub-, Rast- und/oder Klemmverbindung mit dem elektrischen Anschlussmodul verbunden sein, welche derart ausgebildet ist, dass ein Hohlraum zwischen Schirmanschlussschelle und dem elektrischen Anschlussmodul gebildet ist, in welchen die Signalleitung einlegbar, insbesondere einklemmbar ist. Dadurch kann die Schirmanschlussschelle eine Zugentlastung für die Signalleitung bilden.
In einer Ausführungsform weist die Schirmanschlussstelle eine Verschlusseinrichtung auf, mit welcher die elektrische Abschirmung zumindest teilweise umschließbar ist, und wobei die Verschlusseinrichtung ausgebildet ist, werkzeuglos geöffnet und/oder geschlossen zu werden. Die Schirmanschlussstelle kann insbesondere eine Rast- und/oder Hakenverbindung aufweisen, welche durch Rastnase oder einen Haken und eine entsprechende Rastnasen und/oder Hakenaufnahme gebildet sein kann. Ferner kann die Schirmanschlussstelle ein Betätigungselement umfassen, mit welcher die Rast- und/oder Hakenverbindung geöffnet werden kann.
In einer Ausführungsform umfasst die Schirmanschlussschelle einen spritzgegossenen Schaltungsträger, welcher die Schirmanschlussschelle zumindest teilweise umschließt, und wobei der Stromsensor durch einen elektrisch leitfähigen Draht, welcher den spritzgegossenen Schaltungsträger zumindest teilweise umwickelt, oder durch eine in den spritzgegossenen Schaltungsträger eingebettete Hallsonde gebildet ist.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass elektrische Bauelemente, insbesondere der Stromsensor in die Schirmanschlussstelle mittels des spritzgegossenen Schaltungsträgers integriert sein können. Der spritzgegossene Schaltungsträger kann eine Aufnahmenische für die Hallsonde und/oder die elektromagnetische Spule aufweisen, welche eine genaue Positionierung der elektromagnetischen Spule und/oder der Hallsonde in Bezug auf die elektrische Abschirmung ermöglichen. Der elektrisch leitfähige Draht kann die elektromagnetische Spule bilden, um den Stromfluss in der elektrischen Abschirmung induktiv zu erfassen. Mit der Anzahl der Drahtwicklungen des elektrisch leitfähigen Drahtes kann eine Empfindlichkeit der elektromagnetischen Spule in Bezug auf das Erfassen des Stromflusses in der elektrischen Abschirmung bestimmt sein.
Die Anzeigeeinrichtung kann in Form einer LED direkt mit dem elektrisch leitfähigen Draht verbunden werden, insbesondere aufgelötet werden, um mit der induzierten Messspannung das Warnsignal zu erzeugen.
In einer Ausführungsform ist der Anschlusskontakt mit einem Bezugspotential beaufschlagbar, um die elektrische Abschirmung zu erden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Einkoppeln von elektrischen Störeinflüssen in die Signalleitung reduziert sein kann. Kapazitiv oder induktiv in die elektrische Abschirmung eingekoppelte Signale können mit dem Anschluss der elektrischen Abschirmung an ein Bezugspotential, insbesondere ein Erdungspotential abgeleitet werden, um die Signalleitung vor diesen eingekoppelten Signalen respektive den sekundär generierten elektromagnetischen Feldern abzuschirmen. Mit einer einseitigen und/oder zweiseitigen Erdung der elektrischen Abschirmung kann ein Stromfluss in der elektrischen Abschirmung unterbunden sein.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein elektrisches Anschlussmodul in einer Ausführungsform;
Fig. 2 ein elektrisches Anschlussmodul in einer Ausführungsform; und
Fig. 3 ein elektrisches Anschlussmodul in einer Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Anschlussmoduls 100 zum Verbinden einer Signalleitung 101 mit einer Kommunikationsleitung 103, wobei die Signalleitung 101 eine elektrische Abschirmung 105 aufweist. Das elektrische Anschlussmodul 100 umfasst einen Anschlusskontakt 107, welcher mit der elektrischen Abschirmung 105 elektrisch verbindbar ist und einen Stromsensor 109, welcher mit dem Anschlusskontakt 107 elektrisch gekoppelt und ausgebildet ist, einen Stromfluss in der elektrischen Abschirmung 105 zu erfassen. Weiterhin weist das elektrische Anschlussmodul 100 eine Anzeigeeinrichtung 1 1 1 auf, welche ausgebildet ist, ein Warnsignal zu erzeugen, falls der Stromsensor 109 einen Stromfluss erfasst.
Die Anzeigeeinrichtung 1 1 1 ist ausgebildet, das Warnsignal optisch auszugeben. Zur optischen Ausgabe des Warnsignals weist die Anzeigeeinrichtung 1 1 1 eine Leuchtdiode auf, welche insbesondere so angeordnet ist, dass die Leuchtdiode bei einem Anschließen der Signalleitung 101 und/oder der Kommunikationsleitung 103 und insbesondere einem Anschließen der elektrischen Abschirmung 105 an das elektrische Anschlussmodul 100 sichtbar ist.
Der Stromsensor 109 umfasst eine elektromagnetische Spule 201 , welche die elektrische Abschirmung 105 zumindest teilweise umschließt, wobei die Elektromagnetische Spule 201 ausgebildet ist, mit einer Änderung des Stromflusses durch die elektrische Abschirmung 105 eine zu der Änderung des Stromflusses proportionale Messspannung zu erzeugen
Die Anzeigeeinrichtung 1 1 1 ist ferner ausgebildet, ein Erreichen eines Stromflussschwellwert.es durch den Stromfluss in der elektrischen Abschirmung 105 zu erfassen und bei Erreichen des Stromflussschwellwert.es das Warnsignal zu erzeugen. Bei einer induktiven Erfassung des Stromflusses kann der Stromsensor 109 derart ausgebildet sein, dass die Messspannung, welche ausreichend hoch ist, um direkt die Leuchtdiode der Anzeigeeinrichtung 1 1 1 zu betreiben, bei einer Stromstärke entsprechend dem Stromflussschwellwert generiert wird. Dadurch kann die Leuchtdiode direkt, insbesondere ohne zusätzliche Verstärkung an den Stromsensor 109 angeschlossen werden, um einen erfassten Stromfluss in der elektrischen Abschirmung 105 anzuzeigen. Die Anzeigeeinrichtung 1 1 1 ist ferner ausgebildet, das Warnsignal für ein vorbestimmtes Zeitintervall oder dauerhaft auszugeben. Insbesondere kann das Zeitintervall einstellbar sein. Weiterhin kann das Warnsignal nach dem Erfassen des Stromflusses in der elektrischen Abschirmung 105 periodisch ausgegeben werden. Weiterhin umfasst das elektrische Anschlussmodul 100 eine Übergabevorrichtung 1 15, welche einen Eingangsanschluss 1 17 und einen Ausgangsanschluss 1 19 aufweist, wobei der Eingangsanschluss 1 17 ausgebildet ist, die Signalleitung 101 , insbesondere den Signalleitungskern 121 elektrisch zu kontaktieren, und wobei der Ausgangsanschluss 1 19 mit dem Eingangsanschluss 1 17 elektrisch verbunden und ausgebildet ist, die Kommunikationsleitung 103 elektrisch zu kontaktieren.
Das elektrische Anschlussmodul 100 umfasst ferner einen Bezugspotentialanschluss 1 13, mit welchem der der Anschlusskontakt 107 elektrisch verbunden ist, um den Anschlusskontakt 107 mit einem Bezugspotential zu beaufschlagen. Mit dem Bezugspotential kann die elektrische Abschirmung 105 geerdet sein.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Anschlussmoduls 100 zum Verbinden einer Signalleitung 101 mit einer Kommunikationsleitung 103, wobei die Signalleitung 101 eine elektrische Abschirmung 105 aufweist. Das elektrische Anschlussmodul 100 umfasst einen Anschlusskontakt 107, welcher mit der elektrischen Abschirmung 105 elektrisch verbindbar ist und einen Stromsensor 109, welcher mit dem Anschlusskontakt 107 elektrisch gekoppelt und ausgebildet ist, einen Stromfluss in der elektrischen Abschirmung 105 zu erfassen. Weiterhin weist das elektrische Anschlussmodul 100 eine Anzeigeeinrichtung 1 1 1 auf, welche ausgebildet ist, ein Warnsignal zu erzeugen, falls der Stromsensor 109 einen Stromfluss erfasst.
Der Stromsensor 109 umfasst eine elektromagnetische Spule 201 , welche die elektrische Abschirmung 105 zumindest teilweise umschließt. Die elektromagnetische Spule 201 ist ausgebildet, mit einer Änderung des Stromflusses durch die elektrische Abschirmung 105 eine zu der Änderung des Stromflusses proportionale Messspannung zu erzeugen.
Weiterhin umfasst das elektrische Anschlussmodul 100 eine Steuerung 203, welche ausgebildet ist, den erfassten Stromfluss als ein Messsignal zu speichern und das Messsignal mit einem Messsignalschwellwert zu vergleichen und auf Basis eines Vergleichsergebnisses ein Statussignal bereitzustellen, wobei das Statussignal eine Überschreitung und/oder eine Unterschreitung des Messsignalschwellwerts durch das Messsignal anzeigt. Das elektrische Anschlussmodul 100 umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle 205, welche ausgebildet ist, das Statussignal über eine Kommunikationsverbindung bereitzustellen. Der Anschlusskontakt 107 ist durch eine Schirmanschlussschelle gebildet ist, welche die elektrische Abschirmung 105 teilweise umschließt, um einen elektrischen Flächenkontakt zwischen der elektrischen Abschirmung 105 und der Schirmanschlussschelle herzustellen, wobei der Stromsensor 109 in die Schirmanschlussschelle integriert ist. Die Schirmanschlussschelle umfasst einen spritzgegossenen Schaltungsträger 207, welcher die Schirmanschlussschelle zumindest teilweise umschließt. Der Stromsensor 109 ist durch einen elektrisch leitfähigen Draht, welcher den spritzgegossenen Schaltungsträger 207 zumindest teilweise umwickelt, gebildet. Der elektrisch leitfähige Draht kann eine elektromagnetische Spule bilden, welche den Stromfluss in der elektrischen Abschirmung 105 induktiv erfasst.
In einer Ausführungsform kann die elektrische Abschirmung 105 über eine elektrische Leiterbahn, welche auf einer Platine angeordnet ist, mit dem Bezugspotentialanschluss 1 13 verbunden werden. Der Stromsensor 109 kann durch Leiterbahnwicklungen, welche die elektrische Leiterbahn spulenförmig umwickeln gebildet sein, sodass ein Stromfluss durch die elektrische Abschirmung 105 induktiv mittels der Leiterbahnwicklungen durch den Stromsensor 109 erfasst werden kann.
Die elektrische Abschirmung 105 ist zylindrisches Drahtgeflecht, welches den Signalleitungskern 121 umschließt und von dem Signalleitungskern 121 beabstandet und elektrisch isoliert angeordnet ist. Die Schirmanschlussschelle kann mit einer Schraubverbindung mit dem elektrischen Anschlussmodul 100 verbunden sein, wobei die Schraubverbindung derart ausgebildet ist, dass ein Hohlraum zwischen Schirmanschlussschelle und dem elektrischen Anschlussmodul 100 gebildet ist, in welchen die Signalleitung 101 einlegbar, insbesondere durch die Schraubverbindung einklemmbar ist. Dadurch kann die Schirmanschlussschelle als eine Zugentlastung für die Signalleitung 101 genutzt werden.
Die Schirmanschlussschelle weist auf einer Innenfläche eine elektrisch leitende Fläche auf, welche den Anschlusskontakt 107 bildet. Der Anschlusskontakt 107 ist von dem spritzgegossenen Schaltungsträger 207 teilweise umschlossen. Das elektrische Anschlussmodul 100 umfasst ferner einen Bezugspotentialanschluss 1 13, mit welchem der der Anschlusskontakt 107 elektrisch verbunden ist, um den Anschlusskontakt 107 mit einem Bezugspotential zu beaufschlagen. Mit dem Bezugspotential kann die elektrische Abschirmung 105 geerdet sein.
Weiterhin umfasst das elektrische Anschlussmodul 100 eine Übergabevorrichtung 1 15, welche einen Eingangsanschluss 1 17 und einen Ausgangsanschluss 1 19 aufweist, wobei der Eingangsanschluss 1 17 ausgebildet ist, die Signalleitung 101 , insbesondere den Signalleitungskern 121 elektrisch zu kontaktieren, und wobei der Ausgangsanschluss 1 19 mit dem Eingangsanschluss 1 17 elektrisch verbunden und ausgebildet ist, die Kommunikationsleitung 103 elektrisch zu kontaktieren.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Anschlussmoduls 100 zum Verbinden einer Signalleitung 101 mit einer Kommunikationsleitung 103, wobei die Signalleitung 101 eine elektrische Abschirmung 105 aufweist. Das elektrische Anschlussmodul 100 umfasst einen Anschlusskontakt 107, welcher mit der elektrischen Abschirmung 105 elektrisch verbindbar ist und einen Stromsensor, welcher mit dem Anschlusskontakt 107 elektrisch gekoppelt und ausgebildet ist, einen Stromfluss in der elektrischen Abschirmung 105 zu erfassen. Weiterhin weist das elektrische Anschlussmodul 100 eine Anzeigeeinrichtung 1 1 1 auf, welche ausgebildet ist, ein Warnsignal zu erzeugen, falls der Stromsensor einen Stromfluss erfasst.
Weiterhin umfasst das elektrische Anschlussmodul 100 eine Übergabevorrichtung 1 15, welche einen Eingangsanschluss 1 17 und einen Ausgangsanschluss 1 19 aufweist, wobei der Eingangsanschluss 1 17 ausgebildet ist, die Signalleitung 101 , insbesondere den Signalleitungskern 121 elektrisch zu kontaktieren, und wobei der Ausgangsanschluss 1 19 mit dem Eingangsanschluss 1 17 elektrisch verbunden und ausgebildet ist, die Kommunikationsleitung 103 elektrisch zu kontaktieren.
Die Übergabevorrichtung 1 15 kann eine eindeutige elektrische Verbindung zwischen Adern der Kommunikationsleitung 103 und den Adern der Signalleitung 101 realisieren.
Der Eingangsanschluss 1 17 weist eine Schraubklemmenverbindung auf, um die Signalleitung 101 zu kontaktieren, und der Ausgangsanschluss 1 19 weist eine Ethernet- Buchsenverbindung auf, um die Kommunikationsleitung 103 zu kontaktieren. Die Schraubklemmenverbindung weist für jede Ader des Signalleitungskerns 121 eine separate Schraubklemme auf, mit welcher die jeweilige Ader des Signalleitungskerns 121 elektrisch, mechanisch fest und lösbar verbunden ist.
Bezugszeichenliste
Elektrisches Anschlussmodul
Signalleitung
Kommunikationsleitung
Elektrische Abschirmung
Anschlusskontakt
Stromsensor
Anzeigeeinrichtung
Bezugspotentialanschluss
Übergabevorrichtung
Eingangsanschluss
Ausgangsanschluss
Signalleitungskern Elektromagnetische Spule
Steuerung
Kommunikationsschnittstelle
Spritzgegossener Schaltungsträger

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Elektrisches Anschlussmodul (100) zum Verbinden einer Signalleitung (101 ) mit einer Kommunikationsleitung (103), wobei die Signalleitung (101 ) eine elektrische Abschirmung (105) aufweist, mit: einem Anschlusskontakt (107), welcher mit der elektrischen Abschirmung (105) elektrisch verbindbar ist; einem Stromsensor (109), welcher mit dem Anschlusskontakt (107) elektrisch gekoppelt und ausgebildet ist, einen Stromfluss in der elektrischen Abschirmung (105) zu erfassen; und einer Anzeigeeinrichtung (1 1 1 ), welche ausgebildet ist, ein Warnsignal zu erzeugen, falls der Stromsensor (109) einen Stromfluss erfasst.
2. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach Anspruch 1 , wobei die Anzeigeeinrichtung (1 1 1 ) ausgebildet ist, das Warnsignal optisch, akustisch, elektrisch und/oder mittels Vibration auszugeben.
3. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anzeigeeinrichtung (1 1 1 ) ausgebildet ist, ein Erreichen eines Stromflussschwellwert.es durch den Stromfluss in der elektrischen Abschirmung (105) zu erfassen und bei Erreichen des Stromflussschwellwert.es das Warnsignal zu erzeugen.
4. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anzeigeeinrichtung (1 1 1 ) ausgebildet ist, das Warnsignal für ein vorbestimmtes Zeitintervall oder dauerhaft auszugeben.
5. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Stromsensor (109) eine elektromagnetische Spule (201 ) umfasst, welche die elektrische Abschirmung (105) zumindest teilweise umschließt, wobei die elektromagnetische Spule (201 ) ausgebildet ist, mit einer Änderung des Stromflusses durch die elektrische Abschirmung (105) eine zu der Änderung des Stromflusses proportionale Messspannung zu erzeugen.
6. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Stromsensor (109) einen ohmschen Widerstand umfasst, welcher die elektrische Abschirmung (105) mit einem Bezugspotentialanschluss (1 13) verbindet, wobei ein Stromfluss durch die elektrische Abschirmung (105) mittels einer an dem ohmschen Widerstand abfallenden Messspannung erfassbar ist.
7. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Stromsensor (109) eine Hallsonde umfasst, welche ausgebildet ist, ein Magnetfeld zu erfassen, welches die stromdurchflossene elektrische Abschirmung (105) umgibt und mit dem erfassten Magnetfeld eine Messspannung zu erzeugen, welche proportional zu dem Stromfluss in der elektrischen Abschirmung (105) ist.
8. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Anzeigeeinrichtung (1 1 1 ) ausgebildet ist, die Messspannung zu erfassen und in das
Warnsignal zu wandeln.
9. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Steuerung (203), welche ausgebildet ist, den erfassten Stromfluss als ein Messsignal zu speichern und das Messsignal mit einem Messsignalschwellwert zu vergleichen und auf Basis eines Vergleichsergebnisses ein Statussignal bereitzustellen, wobei das Statussignal eine Überschreitung und/oder eine Unterschreitung des Messsignalschwellwerts durch das Messsignal anzeigt.
10. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach Anspruch 9, mit einer Kommunikationsschnittstelle (205), welche ausgebildet ist, das Statussignal über eine Kommunikationsverbindung bereitzustellen.
1 1 . Elektrisches Anschlussmodul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Übergabevorrichtung (1 15), welche einen Eingangsanschluss (1 17) und einen Ausgangsanschluss (1 19) aufweist, wobei der Eingangsanschluss (1 17) ausgebildet ist, die Signalleitung (101 ) elektrisch zu kontaktieren, und wobei der Ausgangsanschluss (1 19) elektrisch mit dem Eingangsanschluss (1 17) verbunden und ausgebildet ist, die Kommunikationsleitung (103) elektrisch zu kontaktieren.
12. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach Anspruch 1 1 , wobei der Eingangsanschluss (1 17) eine Schraubklemmenverbindung, eine Push-In-Verbindung, eine Schneid-Klemmverbindung eine Zugfederverbindung oder einer Ethernet- Buchsenverbindung aufweist, um die Signalleitung (101 ) zu kontaktieren, und wobei der Ausgangsanschluss (1 19) eine Schraubklemmenverbindung, eine Push-In-Verbindung, eine Schneid-Klemmverbindung eine Zugfederverbindung oder eine Ethernet- Buchsenverbindung aufweist, um die Kommunikationsleitung (103) zu kontaktieren.
13. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Anschlusskontakt (107) durch eine Schirmanschlussschelle gebildet ist, welche die elektrische Abschirmung (105) zumindest teilweise umschließt, um einen elektrischen Flächenkontakt zwischen der elektrischen Abschirmung (105) und der Schirmanschlussschelle herzustellen, und wobei der Stromsensor (109) in die Schirmanschlussschelle integrierbar ist.
14. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach Anspruch 13, wobei die Schirmanschlussstelle eine Verschlusseinrichtung aufweist, mit welcher die elektrische Abschirmung zumindest teilweise umschließbar ist, und wobei die Verschlusseinrichtung ausgebildet ist, werkzeuglos geöffnet und/oder geschlossen zu werden.
15. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Schirmanschlussschelle einen spritzgegossenen Schaltungsträger (207) umfasst, welcher die Schirmanschlussschelle zumindest teilweise umschließt, und wobei der Stromsensor (109) durch einen elektrisch leitfähigen Draht, welcher den spritzgegossenen Schaltungsträger (207) zumindest teilweise umwickelt, oder durch eine in den spritzgegossenen Schaltungsträger (207) eingebettete Hallsonde gebildet ist.
16. Elektrisches Anschlussmodul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Anschlusskontakt (107) mit einem Bezugspotential beaufschlagbar ist, um die elektrische Abschirmung (105) zu erden.
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