用于阻抗限位开关的接触单元的制作方法

用于阻抗限位开关的接触单元
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2021年2月22日提交的德国专利申请10 2021 201 661.8的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明总体上涉及测量装置中的电接触领域。特别地，本发明涉及用于阻抗限位开关的接触单元、包括这种接触单元的阻抗限位开关以及这种接触单元的用途。


背景技术：

4.在现场设备或传感器内部或外部，需要大量的用于不同目的的电触点。在此，电触点可通过插头和插座实现。此外，例如，在激光技术和/或测量技术领域中，可以使用柔性导体，以主要用于与带状电缆的连接。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种能够实现高的电接触可靠性的用于阻抗限位开关的接触单元。
6.该目的通过独立权利要求的特征来实现。本发明的改进例由从属权利要求和以下实施例的说明给出。
7.本发明的第一方面涉及一种用于阻抗限位开关的接触单元，其被配置为在电路板的至少一个接触面与阻抗限位开关的至少一个电极之间建立电接触。接触单元包括具有导电的接触面的电路板、径向地布置并且用于在电路板的接触面与阻抗限位开关的电极之间建立电接触的环形弹簧、以及非导电的壳体元件。
8.电路板可以是电子接触板、电子模组或电子部件的任何载体。应注意，接触单元可以包括多个电路板。例如，电路板还可以包括插座单元和/或插针单元，使得电路板可以经由插座单元和/或插针单元连接到电子单元。电路板可以包括电子组件。除了接触面之外，电路板可以由塑料制成。接触面通常可以是可以与环形弹簧导电地接触或触碰的任何表面。因此，通过建立电接触，可以形成电路。
9.环形弹簧可以是圆环式弹簧和/或全圆环面式弹簧。然而，其它几何形状也是可能的。环形弹簧可以径向地或轴向地布置。应注意，也可以想到多个环形弹簧。
10.阻抗限位开关可以被配置或构造为用于测量容器和/或水体和/或存储场所的极限物位和/或填充物位。阻抗限位开关可以测量任何容器中的任何介质。阻抗限位开关可以具有执行此类测量所需的电子器件。阻抗限位开关还可以被设计为固定在容器上。
11.诸如阻抗限位开关之类的传感器会受到振动的影响，因此经证明有利的是，在此类传感器中使用防振动电触点。例如，通过防振动电触点，可以避免电路中断。在当前情况下，可以利用环形弹簧来闭合和/或保证电路。通过接触多匝或多个绕组且/或通过使用环形弹簧，可以在电路板的接触面与电极之间实现更大的接触可靠性。环形弹簧可提供径向
和轴向的公差补偿。因此，例如，这种接触单元可以降低阻抗限位开关对振动的敏感性。
12.根据一实施例，电路板的接触面布置在电路板的两个凹口中的一者处。替代地，电路板的接触面可以布置在电路板的多个凹口处。换句话说，电路板的接触面可以以能够优化接触面与环形弹簧之间的接触的方式来布置。
13.根据一实施例，凹口在电路板的径向方向上彼此相对地布置，并且具有与环形弹簧的圆柱体半径相对应的凹口半径。换句话说，凹口可以被设计成使得它们在环形弹簧的外轮廓上的接触尽可能贴合，其中术语“尽可能贴合”在本技术的上下文中应被广泛地理解。以此方式，能够增加对应凹口的接触面与环状弹簧之间的接触。凹口还可以具有其它凹口半径或几何形状。
14.根据一实施例，壳体元件被配置为经由电路板的凹口将环形弹簧夹紧至电路板。例如，可以想到的是，壳体元件具有为此目的而设置的空腔或凹部。在上下文中，这种空腔或凹部可以以与电路板的接触面相对的方式来布置。因此，例如，环形弹簧可被容纳在壳体元件的空腔或壳体元件的凹部中，使得环形弹簧可以保持与电路板的接触面的最佳接触。
15.根据一实施例，接触单元被配置为插接在阻抗限位开关的电子杯(elektronikbecher)上。为此目的，例如，壳体元件可以包括机械连接装置和/或插接机构。术语“插接”在本技术的上下文中应被广泛地理解。例如，这可以意味着连接、耦接或夹紧。
16.根据一实施例，电极是测量探针、保护电极和/或过程连接件。换句话说，接触区域可以是测量电极、保护电极和/或过程连接件的一部分。它也可以是保护元件(schirmelement)，其例如可以在环形弹簧上方突出。
17.根据一实施例，保护电极包围、覆盖和/或包封一个或多个环形弹簧。
18.根据一实施例，壳体元件具有两部分式构造并且包括保持件和插入件。保持件和插入件在几何形状上彼此匹配，使得插入件能够与保持件接合，以便容纳和固定环形弹簧。换句话说，壳体元件可以具有类似于组装件的结构。例如，当组装或拆卸接触单元时，可以有利地使用两部分式壳体元件。例如，一个或多个环形弹簧可附接在保持件上，并且在之后仅通过将插入件安装或接合在保持件中来固定。
19.根据一实施例，壳体元件被设计为旋转对称的。例如，如果接触单元经由螺纹附接到阻抗限位开关，则旋转对称的壳体可被证明是有利的。电路板也可以设计为旋转对称的。
20.根据一实施例，电路板的接触面涂布有导电材料。替代地或附加地，环形弹簧涂布有导电材料。导电材料可以是陶瓷、银、铜、金和/或石墨烯。它也可以是合金。
21.根据一实施例，壳体元件利用注射成型工艺由塑料制成。
22.根据一实施例，接触单元包括两个或三个同心地布置的环形弹簧。两个或三个环形弹簧中的每者可以与不同的电极、测量探针和/或过程连接件电接触。
23.根据一实施例，电路板针对每个环形弹簧具有两个凹口。对应的两个凹口被设计为用于在对应的环形弹簧和电路板之间提供电接触。因此，例如，每个环形弹簧可以形成不同的电路。例如可以想到的是，一个环形弹簧与电路板的接触面接触，并同时与测量探针接触。第二环形弹簧例如可以与电路板的接触面接触并同时与过程连接件接触。
24.根据一实施例，两个或三个同心地布置的环形弹簧具有不同的圆柱体半径和/或不同的环直径。应注意，任意数量的环形弹簧也是可以想到的。因此，不同的环形弹簧可以布置在电路板和/或接触单元上的不同位置处。术语“位置”可以表示轴向和/或径向位置。
25.本发明的另一方面涉及一种阻抗限位开关。阻抗开关包括如上文和下文所述的接触单元、电子杯和测量头，测量头被配置为执行导电性和/或电容性测量并获取测量数据。接触单元被配置为将测量数据从测量头经由接触单元传送至电子杯。
26.本发明的另一方面涉及如上文和下文所述的接触单元的用于将测量数据从测量头经由接触单元传送至测量装置的电子杯的用途。
27.下文结合附图对本发明的实施例进行说明。如果在下面的附图说明中使用相同的附图标记，则它们表示相同或相似的元件。附图中的表示是示意性的并且未按比例绘制。
附图说明
28.图1示出了根据一实施例的接触单元。
29.图2示出了根据另一实施例的接触单元。
30.图3a和图3b示出了根据一实施例的阻抗限位开关。
31.图4示出了根据另一实施例的接触单元。
32.图5a至5e示出了根据另一实施例的接触单元。
33.图6示出了根据另一实施例的阻抗限位开关。
具体实施方式
34.图1示出了根据一实施例的接触单元100。特别地，图1示出了接触单元的截面图。图1的接触单元包括具有导电的接触面103的电路板102、非导电的壳体元件110以及环形弹簧108。环形弹簧108被配置和设计为用于在电路板与(图1中未示出的)阻抗限位开关的电极202之间实现电接触。为此目的，环形弹簧108可以涂布有导电材料或者甚至由导电材料制成。例如，环形弹簧108是镀金的。电路板102的接触面103同样可以涂布有导电材料。因此，在环形弹簧108和接触面103之间以及在环形弹簧108和电极202之间实现电接触。环形弹簧108可以以围绕电极202的方式布置在接触单元中。壳体元件110可以例如使用注射成型工艺由塑料制成。壳体元件110还被设计为将环形弹簧108保持或夹紧在电路板102的接触面103上。图1的接触单元实现了紧凑的安装空间，同时实现径向和轴向公差补偿以及电屏蔽。
35.图2示出了根据另一实施例的接触单元100。除非另有说明，图2中的接触单元100包括与图1中的接触单元100相同的元件和/或组件。图2的接触单元100包括三个环形弹簧108、108'、108”，每个环形弹簧具有不同的圆柱体半径和环形半径。在图2的实施例中，壳体元件110具有两部分式构造，并且包括保持件104和插入件106。两部分式壳体元件110可以例如在接触单元100的组装期间简化环形弹簧108、108'、108”的安装。每个环形弹簧108、108、108'与电路板102的接触面(此处不可见)导电地接触或触碰。一旦相应的环形弹簧108、108'、108”同样与电极202或过程连接件接触，就可以形成电路。因此，可以利用三个环形弹簧形成三个电路。
36.图3a和3b示出了根据一实施例的阻抗限位开关200。特别地，图3a和3b示出了阻抗限位开关200的一部分的两个不同的截面图。应注意，未在图3a和图3b中示出阻抗限位开关200的电子杯和测量头。除非另有说明，图3a和3b中的阻抗限位开关的接触单元100包括与图1和2中的接触单元100相同的元件和/或部件。阻抗限位开关200包括如上文和下文所述
的接触单元100。另外，阻抗限位开关200还可以包括过程连接件202”、保护电极202'和测量探针202。在本实施例中，如图3b所示，电路板102包括多个接触面103、103'、103”。壳体元件110的插入件106被配置为用于紧固、夹紧或保持两个环形弹簧108'、108”。环形弹簧108、108'、108”被紧固、夹紧或保持，使得在相应的接触面103、103'、103”与电极202、202'、202”之间建立并维持牢固的电接触。
37.图4示出了根据一实施例的接触单元。特别地，图4示出了接触单元的截面图。除非另有说明，图4中的接触单元100包括与图1至图3中的接触单元100相同的元件和/或组件。图4中的接触单元100的电路板102还包括多个凹口402、402'。这种凹口402、402'可用于将环形弹簧108、108'、108”更好地夹紧在电路板102上，特别地夹紧在电路板的接触面103、103'、103”上。凹口402、402'沿电路板102的径向方向彼此相对地布置。凹口402、402'还可具有与相应环形弹簧108、108'、108'的圆柱体半径相对应的凹口半径。换句话说，凹口可以具有或多或少地对应于环形弹簧108的圆柱体的外部几何形状的外部轮廓，使得接触面103、103'、103”的与环形弹簧的接触的面积可以增加。
38.图5a至5e示出了根据一实施例的接触单元100。特别地，图5a示出了接触单元100的分解三维视图。除非另有说明，图5的接触单元100包括与图1至4的接触单元100相同的元件和/或部件。电路板102还可以包括插座单元502，该插座单元502可以被配置为在接触单元100与阻抗限位开关200的电子杯之间形成一个或多个电触点。被设计成圆环形的三个环形弹簧108、108'、108”具有不同的圆柱体半径和不同的环形半径。壳体110可包括空腔或凹部，使得一个或多个环形弹簧108、108'、108'可被容纳在这种空腔或凹部中。壳体元件110还可以包括连接装置506，该连接装置506可以被配置为用于断开接触单元100与阻抗限位开关200的电子杯的插接。此外，壳体元件110(特别是插入件106)可以包括开口504，该开口504可以被配置为容纳测量探针202或电极202。
39.图6示出了根据一实施例的阻抗限位开关200。特别地，图6示出了包括接触单元100的阻抗限位开关200的三维截面图。除非另有说明，图6的阻抗限位开关的接触单元100包括与图1至5的阻抗限位开关200相同的元件和/或部件。除非另有说明，图6的阻抗限位开关200包括与图4的阻抗限位开关200相同的元件和/或组件。与插入件106类似，保护电极202'(也称为电极)具有开口504，该开口504被配置为用于将测量探针202容纳在接触单元中。
40.另外，应当注意，“包括”和“具有”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。此外，应当指出，已经参考上述任意实施例说明的特征或步骤也可以与上述其它实施例的其它特征或步骤结合使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制。

技术特征：
1.一种用于阻抗限位开关(200)的接触单元(100)，其被配置为用于在电路板(102)的至少一个接触面(103)与所述阻抗限位开关(200)的至少一个电极(202)之间建立电接触，包括：具有导电的接触面(103)的电路板(102)；径向地布置的环形弹簧(108)，其用于在所述电路板(102)的所述接触面(103)与所述阻抗限位开关(200)的所述电极(202)之间建立电接触；和非导电的壳体元件(110)。2.根据权利要求1所述的接触单元(100)，其中，所述电路板(102)的所述接触面(103)布置在所述电路板(102)的两个凹口(402)中的一者处。3.根据权利要求2所述的接触单元(100)，其中，所述凹口(402)在所述电路板(102)的径向方向上彼此相对地布置，并且具有与所述环形弹簧(108)的圆柱体半径相对应的凹口半径。4.根据权利要求2或3中任一项所述的接触单元(100)，其中，所述壳体元件(110)被配置为经由所述电路板的所述凹口将所述环形弹簧夹紧至所述电路板(102)。5.根据前述权利要求中任一项所述的接触单元(100)，其中，所述接触单元(100)被配置为插接在所述阻抗限位开关(200)的电子杯上。6.根据前述权利要求中任一项所述的接触单元(200)，其中，所述电极是测量探针(202)、保护电极(202')和/或过程连接件(202”)。7.根据前述权利要求中任一项所述的接触单元(100)，其中，所述保护电极(202')包围、覆盖和/或包封一个或多个所述环形弹簧(108)。8.根据前述权利要求中任一项所述的接触单元(100)，其中，所述壳体元件(110)具有两部分式构造，并且包括保持件(104)和插入件(106)，其中，所述保持件(104)和所述插入件(106)在几何形状上彼此匹配，使得所述插入件(106)能够与所述保持件(104)接合，以便容纳和固定所述环形弹簧(108)。9.根据前述权利要求中任一项所述的接触单元(100)，其中，所述壳体元件(110)是旋转对称的。10.根据前述权利要求中任一项所述的接触单元(100)，其中，所述电路板(102)的所述接触面(103)涂布有导电材料，且/或其中，所述环形弹簧(108)涂布有导电材料。11.根据前述权利要求中任一项所述的接触单元(100)，其中，所述壳体元件(110)利用注塑工艺由塑料制成。12.根据前述权利要求中任一项所述的接触单元(100)，其中，所述接触单元(100)包括两个或三个同心地布置的所述环形弹簧(108、108'、108”)。13.根据权利要求12所述的接触单元(100)，其中，所述电路板针对每个所述环形弹簧(108、108'、108”)包括两个凹口(402、402')，并且
其中，相应的所述两个凹口(402、402')被配置为提供相应的所述环形弹簧(108、108'、108”)与所述电路板(102)之间的电接触。14.根据权利要求12和13中任一项所述的接触单元(100)，其中，所述两个或三个同心地布置的环形弹簧(108、108'、108”)具有不同或相同的圆柱体半径和/或不同的环直径。15.一种阻抗限位开关(200)，包括：根据权利要求1至14中任一项所述的接触单元(100)；电子杯；和测量头，其被配置为执行导电性和/或电容性测量并获取测量数据；其中，所述接触单元(100)被配置为将所述测量数据从所述测量头经由所述接触单元(100)传送至所述电子杯。16.根据权利要求1至14中任一项所述的接触单元(100)的用于将测量数据从测量头经由所述接触单元(100)传送到测量装置的电子杯的用途。

技术总结
提出了一种用于阻抗限位开关(200)的接触单元(100)。接触单元(100)被配置为在电路板(102)的至少一个接触面(103)与阻抗限位开关(200)的至少一个电极(202)之间建立电接触。接触单元(100)包括具有导电接触面(103)的电路板(102)、用于在电路板(102)的接触面(103)与阻抗限位开关(200)的电极(202)之间建立电接触的径向地布置的环形弹簧(108)以及非导电壳体元件(110)。体元件(110)。体元件(110)。


技术研发人员：弗兰克
受保护的技术使用者：VEGA格里沙贝两合公司
技术研发日：2022.02.21
技术公布日：2023/9/14