DE102007032504A1

DE102007032504A1 - Sensoreinrichtung zur berührungsfreien Identitäts- oder Positionsermittlung

Info

Publication number: DE102007032504A1
Application number: DE102007032504A
Authority: DE
Inventors: Daniel Link
Original assignee: LINK GmbH
Current assignee: LINK GmbH
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2009-01-22

Abstract

Eine mit einem beweglichen Steuerelement zusammenwirkende ortsfeste Sensoreinrichtung ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einer ortsfesten Haltevorrichtung (24) sowie einem austauschbaren Sensormodul (23). Beide Teile sind über Steck- oder Federkraftkontakte (9, 10) trennbar miteinander verbunden, lassen sich aber nur unter Verwendung von Hilfsmitteln (29) voneinander lösen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zur berührungsfreien Identitäts- oder Positionsermittlung, welche an einem ortsfesten ersten Träger befestigt ist. Sie wirkt berührungsfrei mit einem Steuerelement zusammen, das an einem beweglichen zweiten Träger vorgesehenen ist. Dient sie beispielsweise der Überwachung des Schließ- und/oder Verriegelungszustands eines Fensters, einer Tür oder dergleichen, so ist sie am ortsfesten Tür- oder Fensterrahmen befestigt, während am beweglichen Tür- bzw. Fensterflügel als Steuerelement zumeist ein Magnet angeordnet ist. Soll nur festgestellt werden, ob das Fenster offen oder geschlossen ist, so wird die Sensoreinrichtung üblicherweise direkt am oder im Fensterrahmen angebracht. Ist zugleich eine Überwachung des Verriegelungszustands des Fenstergriffs erforderlich, so wird die Sensoreinrichtung am Verriegelungsbeschlag, z. B. am Schließblech, vorgesehen, während beispielsweise eine Treibstange den Steuermagneten trägt (vgl. DE 199 14 568 C2 ). Als Magnetsensoren dienen vielfach Reedkontakte oder Hallsensoren, wobei der Magnetsensor mit einem Anschlußkabel fest verbunden und die Kabelanschlußstelle zumeist vergossen ist. Die Sensoreinrichtung kann auch weitere elektronische Bauelemente, z. B. eine elektronische Schnittstelle zum Ankoppeln des Sensors an eine Busleitung, umfassen (vgl. DE 299 14 391 U1 ).
Bei der Installation von Überwachungsanlagen für Fenster oder Türen, insbesondere bei deren Erweiterung oder Umrüstung, steht bisweilen erst in einem fortgeschrittenen Stadium der Anlagenmontage fest, welche Art von Sensor eingebaut werden soll, z. B. ein Reedkontakt mit oder ohne Fremdfeldüberwachung. Oder ein bereits montierter Sensor muß durch einen anderen ersetzt werden. Dies bedingt vielfach einen erheblichen zusätzlichen Montageaufwand.
Hier schafft die Erfindung Abhilfe, indem die Sensoreinrichtung zweiteilig ausgebildet ist und aus einer am ersten Träger, z. B. dem Fensterrahmen, befestigten Haltevorrichtung sowie aus einem von dieser gehaltenen austauschbaren Sensormodul besteht. Der Sensormodul enthält den eigentlichen Sensor. Das kann beispielsweise wenigstens ein Reedkontakt, ein Hallsensor oder der Abfrage-Sender/Empfänger für einen Transponder, insbesondere einen RFID-Transponder sein. Der Sensormodul ist vorzugsweise als mit Steck- oder Federkraftkontakten versehener Steckmodul ausgebildet. Er wird in die mit den Gegenkontakten versehene Haltevorrichtung eingesetzt und kann danach nur unter Einsatz von Hilfsmitteln, z. B. eines Werkzeugs von der Haltevorrichtung getrennt werden. Zusätzlich hierzu oder als Alternative kann der Steckmodul so ausgebildet sein, daß er beim unbefugten Entfernen zerstört oder sichtbar beschädigt wird und/oder nicht wieder eingebaut werden kann. Auch könnte man die Einbaustelle mit einem Siegel versehen. Ist dieses ebrochen, so ist ersichtlich, daß zumindest versucht wurde, den Sensormodul zu manipulieren.
Beim Montieren der Überwachungsanlage können sämtlich Haltevorrichtungen samt ihrer Anschlußkabel vorab fest montiert bzw. verlegt werden. Erst als letzter Schritt werden die endgültig ausgewählten Sensormodule in die betreffenden Haltevorrichtungen eingesetzt und gegebenenfalls veriegelt oder verrastet. Sollte sich beim Testen oder bei der Inbetriebnahme der Anlage herausstellen, daß ein Sensormodul durch einen anderen mit unterschiedlicher Ausstattung oder Leistung ersetzt werden muß, so ist dies ohne merklichen Montageaufwand möglich. Mit Hilfe eines einfachen Werkzeugs wird die Verbindung zwischen Sensormodul und Haltevorrichtung gelöst, der Sensormodul entfernt und durch einen anderen ersetzt. Gleiches gilt für etwaige Reparaturfälle. Auf diese Weise wird zugleich eine fehlerhafte Verkabelung beim Austausch des Sensors ausgeschlossen.
Es ist ersichtlich, daß eine solche zweiteilige Ausbildung der Sensoreinrichtung nicht nur bei Überwachungsanlagen für Fenster oder Türen sondern auch beim Einsatz von anderen Sensoren, beispielsweise optischen, akustischen oder elektromagnetischen Positions- oder Abstandssensoren oder bei einem Abfrage-Sender/Empfänger für einen Transponder, z. B. einen RFID-Transponder, nützlich sein kann. Unter dem Begriff „Steuerelement" sind also nicht nur passive Bauteile, wie z. B. Magnete, Reflektoren, Balkencodeträger und dergl., sondern auch aktive Baugruppen, wie beispielsweise Transponder, zu verstehen. RFID-Transponder dienen bekanntlich nicht nur der Positionsermittlung sondern auch oder vornehmlich der Identitätserkennung ihres Trägers.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigt:
1a eine am Falzboden eines Fensterrahmens befestigbare Haltevorrichtung samt Sensormodul in Explosivdarstellung vor dem Zusammenbau; und
1b eine in der Haltevorrichtung vorgesehen Leiterplatte samt Steckkontakten und Kabelanschluß sowie eine im Inneren des Sensormoduls befindliche Sensorplatine samt Sensor und Gegenkontakten;
2a eine in einer Öffnung des Fensterrahmens befestigbare Haltevorrichtung samt Sensormodul, ebenfalls vor dem Zusammenbau;
2b den in der Haltevorrichtung vorgesehenen Kabelanschluß mit Steckkontakten sowie die im Inneren des Sensormoduls befindliche Sensorplatine samt Sensor und Gegenkontakten; und schließlich
2c eine Demontagehilfe zum Herausziehen des Sensormoduls aus der in 2a wiedergegebenen Haltevorrichtung.
In beiden Ausführungsbeispielen wirkt der Sensormodul mit einem nicht dargestellten, vom Fensterflügel bzw. Fensterriegel getragenen Dauermagneten zusammen, welcher hier als Steuerelement dient. Soweit Bauteile der beiden Ausführungsbeispiele in Aufbau und Funktion übereinstimmen, sind sie mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1a nimmt ein als Hohlprofil ausgebildeter Fensterrahmen 1 in seinem Falzgrund 2 eine im Zustand vor dem Zusammenbau mit dem Sensormodul 3 und vor dem Anbau an den Rahmen in Explosivdarstellung wiedergegebene Haltevorrichtung 4 auf. Sie umfaßt einen Sockel 5 und eine Abdeckkappe 6. Der Sockel 5 trägt eine aus 1b ersichtliche Leiterplatte 7 mit dem üblicherweise unzugängig vergossenen Anschluß an ein mehradriges Kabel 8. Auf der dem Kabelanschluß gegenüberliegenden Schmalseite der Leiterplatte 7 befinden sich Steckkontakte 9, welche beim Einsetzen des Sensormoduls 3 in dessen Gegenkontakte 10 eingreifen. Diese sind, wie 1b zeigt, an der Stirnseite einer im Sensormodul 3 angeordneten Platine 11 angeordnet, welche auch das eigentliche, hier schematisch als Reedkontakt dargestellte Sensorelement 12 und gegebenenfalls weitere Bauelemente trägt.
Im Falzboden 2 des Rahmens 1 sind zwei Durchbrechungen 13 und 14 vorgesehen. Im zusammengebauten Zustand von Haltevorrichtung 4 und Sensormodul 3 ragt durch das Loch 13 das Kabel 8 hindurch. Das andere Loch 14 nimmt den an der Unterseite des Sensormoduls 3 vorgesehenen Zapfen 15 auf. An der Stirnseite des Sensormoduls 3 erstreckt sich zu beiden Seiten eines die Gegenkontakte 10 umschließenden Modulsockels 16 je eine Federzunge 17 in Richtung Haltevorrichtung 4 und hinterstellt im zusammengebauten Zustand die Kante je einer Öffnung 18 im Sockel 5 der Haltevorrichtung 4. Ein in eine Ringnut des Modulsockels 16 eingelegter O-Ring 19 sorgt für die Abdichtung des Kontaktbereichs nach außen.
Zur Montage von Haltevorrichtung 4 und Sensormodul 3 am Rahmen 1 werden zunächst Sensormodul 3 und Haltevorrichtung 4 zusammengesteckt, bis die Federzungen 17 die Sockelkanten 18 der Haltevorrichtung 4 hinterstellen. Die Haltevorrichtung 4 samt Sensormodul 3 wird so auf den Falzgrund 2 aufgesetzt, daß einerseits das Kabel 8 durch die Öffnung 13 ragt und andererseits der Modulzapfen 15 in das Loch 14 eingreift. In dieser Lage wird die Haltevorrichtung 4 mittels einer Schraube 20 am Rahmen 1 befestigt. Sodann wird das Gehäuse 6 der Haltevorrichtung 4 bis zum Anschlag am Sockel 5 geschoben und damit Schraube 20 und Kabelanschluß 8 abgedeckt.
Soll der Sensormodul 3 ausgetauscht werden, so legt man durch Verschieben des Gehäuses 6 die Schraube 20 frei, dreht diese heraus und löst die Haltevorrichtung 4 samt Sensormodul 3 vom Rahmen 1. Mit einem geeigneten Werkzeug oder durch Überwinden ihrer Federkraft werden die Federzungen 17 zusammmengedrückt und außer Eingriff mit den Sockelkanten 18 gebracht, so daß der Sensormodul 3 von der Haltevorrichtung 4 abgezogen und durch einen anderen ersetzt oder repariert werden kann. Der erneute Anbau an den Rahmen 1 erfolgt in der zuvor beschriebenen Weise. Die Notwendigkeit der Verwendung eines Werkzeugs (Schraubendreher für Schraube 20) zum Demontieren des Sensormoduls stellt sicher, daß der Sensormodul nicht unbefugt von Hand ohne weiteres entfernt oder manipuliert werden kann.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die Haltevorrichtung 24 nicht wie in 1a auf eine tragende Fläche des Fensterrahmens aufgesetzt, sondern durchdringt, wie aus 2a ersichtlich ist, die tragende Fläche, nämlich den Falzboden 2. Die Haltevorrichtung ist von zylindrischer Gestalt und hat an der dem Kabelanschluß 8 abgewandten Seite einen Kragen 25, mit dem sie sich am Rand des Loches 13 am Falzboden 2 abstützt. Im zusammengebauten Zustand hinterstellen zwei sich gegenüberstehende Federzungen 26 die Unterseite des Falzbodens und verspannen auf diese Weise die Haltevorrichtung 24 mit dem Rahmen 1. Im Inneren der Haltevorrichtung befinden sich die Kontakte 9 und der Kabelanschluß 8, vgl. 2b.
Der Sensormodul 23 trägt auf seiner der Haltevorrichtung 24 zugewandten Stirnseite die Gegenkontakte 10 und in seinem Innenraum die Sensorplatine 11 mit dem Reedkontakt 12 als Sensorelement. Auf zwei sich gegenüberstehenden Mantelflächen ist je eine Federzunge 17 vorgesehen, welche in eine Ausnehmung 18 des Gehäuses 24 eingreift, sobald der Sensormodul 23 in die Haltevorrichtung 24 ganz eingeschoben ist. In diesem zusammengebauten Zustand stützt sich der Rand der Deckplatte 27 des Modulgehäuses 23 auf einer umlaufenden Innenstirnfläche 28 des Kragens 25 ab. Damit befinden sich Haltevorrichtung 24 und Sensormodul 23 kraftschlüssig im Eingriff und können nicht ohne Zuhilfenahme eines Werkzeugs voneinander gelöst werden. Ein solches Werkzeug ist in 2a in Form eines Federbügels 29 dargestellt, dessen freie Enden 30 abgewinkelt sind. Soll der Sensormodul 23 aus der Haltevorrichtung 24 herausgezogen werden, so führt man die Endteile 30 des Federbügels 29 in die beiden Öffnungen 31 der Deckplatte 27 ein, so daß diese Endteile 30 die Unterseite der Deckplatte 27 hintergreifen. Dann läßt sich der Sensormodul 23 mit Hilfe des Federbügels 29 unter Überwindung der Federkraft der Federzungen 17 aus der Haltevorrichtung 24 herausziehen. Ein Austausch-Sensormodul wir einfach in die Haltevorrichtung 24 soweit eingeschoben, bis die Deckplatte 27 auf der Ringfläche 28 aufliegt. Eine Ausnehmung 32 im Rand des Sensormodulmantels sorgt im Zusammenwirken mit einem auf der Innenseite der Haltevorrichtung 24 angebrachten Vorsprung dafür, daß der Sensormodul nur in derjenigen Drehwinkelstellung ganz in die Haltevorrichtung eingeschoben werden kann, in der die Kontakte 9 den Gegenkontakten 10 genau gegenüberstehen. Wiederum empfiehlt es sich, ein unbefugtes Trennen des Sensormoduls von der Haltevorrichtung durch Brechen eines Siegels oder zumindest Teilzerstörung des Sensormoduls kenntlich zu machen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19914568 C2 [0001]
- DE 29914391 U1 [0001]

Claims

Sensoreinrichtung zur berührungsfreien Identitäts- oder Positionsermittlung, welche an einem ortfesten ersten Träger befestigbar ist und mit einem von einem beweglichen zweiten Träger getragenen Steuerelement zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung zweiteilig ausgebildet ist und aus einer am ortsfesten ersten Träger (1) befestigbaren Haltevorrichtung (4; 24) sowie einem von dieser gehaltenen austauschbaren Sensormodul (3; 23) besteht.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (4; 24) mit Steck- oder Federkraftkontakten (9) und der Sensormodul (3; 23) mit entsprechenden Gegenkontakten (10) versehen ist.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Haltevorrichtung (24) und Sensormodul (23) mit Führungsmitteln (32) zum unverwechselbaren Herstellen einer Kontaktverbindung ausgestattet sind.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (4) eine die Steckkontakte (9) sowie elektrische Leiterbahnen zu den Kabelanschlüssen tragende, von einem Gehäuse (6) umgebene Leiterplatte (7) aufweist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Haltevorrichtung (4; 24) eingesetzte Sensormodul (3; 23) nur unter Einsatz von Hilfsmitteln, z. B. eines Werkzeugs (29), von der Haltevorrichtung lösbar ist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Haltevorrichtung (4; 24) eingesetzte Sensormodul (3; 23) nicht ohne sichtbare Beschädigung von der Haltevorrichtung lösbar ist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Haltevorrichtung (4; 24) und Sensormodul (3; 23) mit Rast- oder Verriegelungsmitteln (17, 18) zur lösbaren Lagesicherung beider Teile ausgestattet sind.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagesicherung des Sensormoduls (3; 23) in der Haltevorrichtung (4; 24) am Sensormodul wenigstens eine Federzunge (17) angebracht ist, welche einen an der Haltevorrichtung vorgesehenen Anschlag (18) hinterstellt.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagesicherung des Sensormoduls in der Haltevorrichtung an der Haltevorrichtung wenigstens eine Federzunge angebracht ist, welche einen am Sensormodul vorgesehenen Anschlag hinterstellt.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (4; 24) mit einem Anschlußkabel (8) fest verbunden ist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensormodul (3; 23) eine den Sensor (12) und die Gegenkontakte (10) tragende, von einem Gehäuse umgebene Sensorplatine (11) aufweist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Überwachen des Schließ- und/oder Verriegelungszustands einer Tür, eines Fensters oder dergleichen, welche am ortsfesten Tür- bzw. Fensterrahmen befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet daß der Sensormodul (3; 23) wenigstens einen Sensor, z. B. einen Magnetsensor (12) aufweist, welcher mit einem am beweglichen Tür- bzw. Fensterflügel angeordneten Auslösebauteil, z. B. einem Magneten, zusammenwirkt.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (4; 24) direkt am ortsfesten Rahmen (1) befestigbar ist.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung an einem vom Rahmen getragenen Verriegelungsbeschlag befestigbar ist.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (24) in eine im Rahmen (1) bzw. im Beschlag vorgesehene Aufnahmeöffnung (13) einsetzbar ist.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulgehäuse (3) an seiner Auflagefläche auf dem Rahmen (1) bzw. Beschlag mit einem zur Lagefixierung in eine Ausnehmung (14) des Rahmens bzw. des Beschlags eingreifenden Vorsprung, z. B. einem Zapfen (15), versehen ist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensormodul (3; 23) eine Abfrageschaltung für einen am zweiten Träger angeordneten Transponder aufweist.