DE4425736C2 - Einbauschale für Daten- oder Codeträger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einbauschale für Daten- oder Codeträger, die auf induktiver Basis ausgelesen und/oder beschrieben werden, und insbesondere in metallischer Umgebung einzubetten sind.

Daten- oder Codeträger der genannten Art sind z. B. in DE 40 34 225 C2 beschrieben. Solche, im nachfolgenden ausschließlich als Datenträger bezeichnete Systeme, finden zunehmend Einsatz bei der Identifizierung von Werkzeugen, Gegenständen oder Produkten der industriellen Fertigung. Dabei werden die genannten Datenträger auf die Oberflächen der zu identifizierenden Objekte, bspw. durch Verklebung, aufgebracht. Je nach Fertigungsprozeß ist diese Vorgehensweise insofern nachteilig, als der Datenträger im Fertigungsprozeß oder beim späteren Einsatz durch mechanische Einflüsse entfernbar ist und somit verlustig gehen kann. Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, diese Datenträger in die Oberfläche zu identifizierender Objekte derart einzubetten, daß sie oberflächenbündig mit dieser abschließen. Häufig bestehen derartige, zu identifizierende Objekte aus Metall. Da die Datenträger mit Hilfe einer externen Sende- und Empfangsspule induktiv ausgelesen und/oder beschrieben werden, geht ein relativ großer Magnetfeldlinienanteile durch das den Datenträger umgebende Metall, was eine teilweise beträchtliche Bedämpfung des magnetischen Feldes hervorrufen kann, wenn das Objekt quasi einen metallischen Ring um den Datenträger bildet. Das führt zu einer drastischen Reduzierung der Energieübertragung von der Sendespule zum Datenträger und zu einer Beeinträchtigung der Datenübertragung. Um diesem Problem zu begegnen, existieren bereits Vorschläge derart, den Datenträger unter Zwischenschaltung eines nichtmetallischen Hilfsträgers in die metallische Oberfläche einzubauen, wobei zusätzlich noch definierte Abstände zu den seitlich, den Datenträger umgebenden metallischen Berandungen der Oberfläche einzuhalten sind. Am weitesten fortgeschritten ist eine Lösung (vgl. Informationsmaterial der Fa. Pepperl + Fuchs, "Induktives Identifikations-System", S. 10-14, Mannheim, DE), bei der die Spulenwicklungen des Datenträgers objektseitig von einem Schalenkern, bestehend aus einem gesinterten Ferrit, eingeschlossen sind. Solche Schalenkerne dienen üblicherweise zum Aufbau von Spulen mit möglichst geringem Streufeld für die Platinenmontage oder zur Feldausrichtung in induktiven Abstandssensoren. Diese Datenträger werden mit ihrem Schalenkern und ggf. weiteren Bauelementen in eine zusätzliche Vergießschale eingebettet, die vorhandenen Hohlräume bspw. mit einem Epoxidharz ausgegossen und danach in eine Ausnehmung der metallischen Oberfläche eingebracht. Nachteilig bei dieser Lösung ist die relativ geringe Bruchfestigkeit der eingesetzten Sinterschalenkerne, da diese in der Regel aus einer Ferritkeramik bestehen, die verfahrens- und kostenmäßige Aufwendigkeit der Herstellungsweise und das relativ große benötigte Volumen in der aufnehmenden metallische Oberfläche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige, ober­ flächenbündige Einbettung von Daten- oder Codeträgem in metallische Objekte anzugeben, die mit einem minimalen Einsatz von Einzelbau­ gruppen bei gleichzeitig effektiver Energieübertragung von einer Sende­ spule zu dem Daten- oder Codeträger auskommt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Einbauschale, die den Daten- oder Codeträger sowie, falls vorhanden, weiteren Baugruppen umschließt, wird eine problemlos, ohne Justieranforderungen bündig in metallische Objekte einbettbare Bau­ gruppe geschaffen, die mit einem Minimum an Raumbedarf auskommt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsmöglichkeit erfindungsgemäßer Einbauschale und

Fig. 2 eine weiter verbesserte Ausführung gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem beliebigen metallischen Objekt 4, wie einer Werkzeughalterung, einem Meßmittel, einem Fahrzeugchassis u.v.a.m. dargestellt. In diesem metallischen Objekt ist eine Ausnehmung vorgesehen, die als Einbauöffnung 6 für eine Einbauschale 1 gemäß der Erfindung dient. Diese Einbauschale 1 ist aus einem spritz- und/oder gießbaren Werkstoff gefertigt, dem permeable Materialien in der Art zugesetzt sind, daß die relative Permeabilität µ_r der Einbauschale wenigstens 2 und größer, bevorzugt zwischen 10 und 30, und deren spezifischer elektrischer Widerstand hinreichend hoch (< 1 Ω·m) ist. Die konkrete äußere Geometrie der Einbauschale 1 hängt von den jeweiligen Einbaubedingungen und Kundenwünschen ab und ist problemlos anpaßbar. Üblicherweise wird eine zylindrische äußere Geometrie der Einbauschale 1 bevorzugt, welche sich leicht in ein Bohrloch einpassen läßt. Vor der Einpassung der Einbauschale 1 wird in sie zumindest der Daten- oder Codeträger 3 mit seinen, nicht näher dargestellten Sende- und Empfangsinduktivitäten eingebracht und mittels einer, bevorzugt aushärtenden, Vergußmasse 2, wie einem Epoxidharz, vergossen. Diese vorkonfektionierte Einbauschale 1 ist vermittels Klebung leicht in der Ein­ bauöffnung 6 arretierbar, so daß sie bündig mit der Oberfläche des metallischen Objekts abschließt. Weiterhin ist in Fig. 1 schematisch eine über dem Daten- oder Codeträger 3 anordenbare Sendespule 7 angedeutet.

In Fig. 2 ist eine weitere vorteilhafte Variante gemäß Fig. 1 schematisch dargestellt, die ansonsten identisch zu Fig. 1, zusätzlich einen Sockel 5 aufweist. Dieser Sockel 5 kann durch ein separat in die Einbauschale 1 eingelegtes Bauteil gebildet sein, ist jedoch bevorzugt bei der Fertigung der Einbauschale 1 einstückig mit dieser durch einen einheitlichen Spritz- oder Gießvorgang aus dem selben Material, wie dem der Einbauschale bestehend hergestellt. Die jeweilige Höhe des Sockels 5 ist dem Daten- oder Codeträger 3 und den konkreten Sende- und Empfangsbedingungen angepaßt und somit beliebig definiert vorgebbar. Der Daten- oder Code­ träger 3 wird vom Sockel 5 getragen und vor dem Ausfüllen der Einbau­ schale 1 mit der Vergußmasse 2 von diesem justiert. Zugleich bewirkt der Sockel 5 durch die in ihm eingebetteten permeablen Materialien einen verlängerten Weg der Führung der von der Sendespule 7 ausgehenden magnetischen Feldlinien, wodurch die Spannungsübertragung gemäß dem Ziel der Erfindung vergrößert wird.

Dadurch, daß die erfindungsgemäße Lösung ohne zusätzliche Schalen­ kerne auskommt, wird eine Reduzierung der Bauform erreicht, was sich nicht nur positiv auf die erforderlichen Einbauöffnungen in den metalli­ schen Objekten auswirkt, sondern zugleich eine spürbare Kostenredu­ zierung bei der Fertigung mit sich bringt.

Claims (5)

1. Einbauschale für einen auf induktiver Basis auslesbaren und/oder beschreibbaren Daten- oder Codeträger für die Einbettung in ein metallisches Objekt, wobei die Einbauschale an die geometrischen Gegebenheiten einer Einbauöffnung im metallischen Objekt angepaßt ist und den Daten- oder Codeträger sowie, falls vorhanden, weitere Baugruppen umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauschale aus einem spritz- oder gießbaren Werkstoff besteht, dem Materialien zugesetzt sind, die eine relative Permeabilität µ_r 2 und einen spezifischen Widerstand ρ < 1 Ω·m der Einbauschale bewirken.

2. Einbauschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Einbauschale (1) bevorzugt Materialien mit einer relativen Permeabili­ tät µ_r von 10 bis 30 eingebettet sind.

3. Einbauschale nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Einbauschale (1) aufgenommenen Baugruppen mittels einer aushärtenden Vergußmasse (2) in ihr vollständig fixiert und gegen äußere Einflüsse geschützt sind.

4. Einbauschale nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einbauschale (1) ein Sockel (5) vorgesehen ist, der den Daten- oder Codeträger trägt.

5. Einbauschale nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (5) einstückiges Bestandteil der Einbauschale (1) ist.