特許 5793791 食品生産用の２つの装置の間のコネクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5793791

(24)【登録日】2015年8月21日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】食品生産用の２つの装置の間のコネクタ

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/02 20060101AFI20150928BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20150928BHJP

   A22C 11/02 20060101ALN20150928BHJP

【ＦＩ】

   H04B3/02

   H01F23/00 B

   !A22C11/02

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-54893(P2014-54893)

(22)【出願日】2014年3月18日

(65)【公開番号】特開2014-225866(P2014-225866A)

(43)【公開日】2014年12月4日

【審査請求日】2014年3月18日

(31)【優先権主張番号】13167222.2

(32)【優先日】2013年5月10日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】503209940

【氏名又は名称】アルベルト ハントマン マシネンファブリク ゲーエムベーハー ウント ツェーオー．カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(74)【代理人】

【識別番号】100148596

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 和弘

(72)【発明者】

【氏名】ウォルフガング シュラーダー

(72)【発明者】

【氏名】ロタール ミラー

【審査官】 前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０００７２１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−０８３４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６９３２６８８（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特開平０９−２１３５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第１６２３６２８（ＥＰ，Ａ２）

【文献】 欧州特許出願公開第１８８５０８５（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第２０７３３１５（ＥＰ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ３／０２

Ｈ０１Ｆ ３８／１４

Ａ２２Ｃ １１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

食品生産用、主として食肉およびソーセージ生産用の２つの装置（１０ａ、１０ｂ）の間のインタフェースにおけるデータ伝送用のコネクタ（１）であって、前記第１の装置（１０ａ）および前記第２の装置（１０ｂ）が、充填マシン、捩じ取りユニット、クリッパ、ハングアップ、分離要素、搬送ベルト、取扱装置、包装ユニットでなる群のうちの少なくとも２つであり、
第１の装置（１０ａ）に接続されることができ、少なくとも１つの第１のデータ伝送部（３ａ）を備える第１の接続要素（２ａ）と、
前記第１の接続要素に結合されることができ、第２の装置（１０ｂ）接続されることができ、少なくとも１つの第２のデータ伝送部（３ｂ）を備える第２の接続要素（２ｂ）と、
を備えるコネクタ（１）において、
前記第１の接続要素（２ａ）と前記第２の接続要素（２ｂ）とが結合された状態で、前記第１のデータ伝送部（３ａ）が前記第２のデータ伝送部（３ｂ）からガルバニック絶縁され、
前記接続要素（２ａ、２ｂ）の少なくとも一方または両方が、ケーブル（８）を介して前記装置（１０ａ、１０ｂ）に接続されることを特徴とする、コネクタ（１）。

【請求項2】

前記第１の接続要素（２ａ）を前記第２の接続要素（２ｂ）に特に気密密閉態様で結合する機械的固定装置（４）を備え、前記機械的固定装置（４）が、特に、ねじクロージャまたはピンソケット接続部またはバヨネットキャッチまたはクランプクロージャまたは永久磁石によるカップリングを備えることを特徴とする、請求項１に記載のコネクタ（１）。

【請求項3】

前記第１のデータ伝送部（３ａ）および前記第２のデータ伝送部（３ｂ）がそれぞれ、前記第１の接続要素（２ａ）および前記第２の接続要素（２ｂ）内に気密密閉態様で配置されることを特徴とする、請求項１〜２の少なくともいずれか一項に記載のコネクタ（１）。

【請求項4】

前記第１のデータ伝送部（３ａ）および前記第２のデータ伝送部（３ｂ）が、ケーシング材料、特に熱可塑性物質または合成樹脂に鋳込められることを特徴とする、請求項１〜３の少なくともいずれか一項に記載のコネクタ（１）。

【請求項5】

前記第１の接続要素（２ａ）がデータ伝送部として一次コイル（３ａ）を備え、前記第２の接続要素（２ｂ）がデータ伝送部として二次コイル（３ｂ）を備えていて、データが誘導的に伝送されるようにすることを特徴とする、請求項１〜４の少なくともいずれか一項に記載のコネクタ（１）。

【請求項6】

前記一次コイル（３ａ）および前記二次コイル（３ｂ）がそれぞれ変圧器（５）の半分に対応し、前記変圧器（５）のコア、特に環状コアが分割されて、前記一次コイル（３ａ）および前記二次コイル（３ｂ）の分割された前記コア（７ａ、７ｂ）のそれぞれの前側（９）が、前記第１の接続要素（２ａ）と前記第２の接続要素（２ｂ）とが結合された状態で互いに向き合うように向きを定められること特徴とする、請求項１〜５の少なくともいずれか一項に記載のコネクタ（１）。

【請求項7】

前記第１の接続要素（２ａ）および前記第２の接続要素（２ｂ）が、前記データが容量的に伝送されるように設計され、特に、前記第１の接続要素がデータ伝送部として少なくとも２つの第１のコンデンサ電極（３ａ）を備え、前記第２の接続要素がデータ伝送部として少なくとも２つの第２のコンデンサ電極を備え、前記第１のコンデンサ電極および前記第２のコンデンサ電極が、前記接続要素（２ａ、２ｂ）が結合された状態で互いに向き合うことを特徴とする、請求項１〜６の少なくともいずれか一項に記載のコネクタ（１）。

【請求項8】

前記第１の接続要素（２ａ）内に、複数のコンデンサ電極が、支持体、特に円筒上に、特に平面リングとして平面的に配置され、前記第２の接続要素が、特に平面リングとして具現化された、複数の平面コンデンサ電極を備えるスリーブとして設計され、前記複数の平面コンデンサ電極が、前記接続要素（２ａ、２ｂ）が結合された状態で、前記第１のコンデンサ電極（３ａ）に対向して配置されることを特徴とする、請求項７に記載のコネクタ（１）。

【請求項9】

データ伝送が電磁波によって行われ、特に、前記第１の接続要素（２ａ）がデータ伝送部として送信アンテナ（３ａ）を備え、かつ、前記第２の接続要素（２ｂ）がデータ伝送部として受信アンテナを備えるか、前記第１の接続要素（２ａ）および前記第２の接続要素（２ｂ）がデータ伝送部として複合送受信アンテナを備えるか、のどちらかであり、または、
オプトカプラが送信機および受信機として設けられることを特徴とする、請求項１〜８の少なくともいずれか一項に記載のコネクタ（１）。

【請求項10】

前記第１の接続要素（２ａ）および前記第２の接続要素（２ｂ）がそれぞれ、複数の伝送経路用の複数のデータ伝送部（３ａ、３ｂ、３ｃ）、特に複数のコイル、複数のコンデンサ電極、複数の送信アンテナおよび受信アンテナ、光送信機および光受信機を備えることを特徴とする、請求項１〜９の少なくともいずれか一項に記載のコネクタ（１）。

【請求項11】

複数の装置（１０ａ、１０ｂ）を有するソーセージ生産用の充填マシンにおいて、少なくとも２つの装置が、プロセスデータ伝送用の請求項１〜１０の少なくともいずれか一項に記載のコネクタで接続されることを特徴とする、充填マシン。

【請求項12】

請求項１〜１０の少なくともいずれか一項に記載のコネクタを用いてデータを第１の装置から第２の装置に伝送する方法において、前記第１の装置（１０ａ）および前記第２の装置（１０ｂ）が、充填マシン、捩じ取りユニット、クリッパ、ハングアップ、分離要素、搬送ベルト、取扱装置、包装ユニットでなる群のうちの少なくとも２つであり、
前記第１の接続要素（２ａ）および前記第２の要素（２ｂ）が、前記固定装置（４）で互いに機械的に接続され、
前記第１の接続要素（２ａ）から前記第２の接続要素（２ｂ）へのデータ伝送が、ガルバニック絶縁態様で行われ、
前記接続要素（２ａ、２ｂ）の少なくとも一方または両方が、ケーブル（８）を介して前記装置（１０ａ、１０ｂ）に接続されることを特徴とする、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２つの装置の間のインタフェースにおける、例えばイーサネット（登録商標）ベースのフィールドバスシステム向けの、データ伝送用のコネクタおよび方法に関し、詳細には、食品生産用、主として食肉およびソーセージ生産用の２つの装置の間のプロセスデータ伝送用のコネクタおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

食品生産、特に食肉およびソーセージの生産では、機能が適合していなければならない複数の個々の装置が生産ラインに設けられる。イーサネット（登録商標）（登録商標）ベースのフィールドバスシステム用のプロセスデータ伝送には、例えば図１７に示されているように、これまで従来のケーブルおよびプラグが使用されてきた。ケーブルおよびプラグは、過酷な環境下でマシン内の機能不全、停止および故障に関与することが多い。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

ピンソケット電気コネクタの場合、特にコネクタピンおよび関連するソケット接触子は、プラグを抜いた状態で機械的損傷、汚損および腐食の影響を受けやすい。ほとんどの市販のピンソケットコネクタでは、水または洗浄薬品でさえも、コネクタにプラグが差し込まれていないときにピンソケットコネクタを通ってケーブル内に浸透して、腐食によりケーブルに大きな損傷を引き起こす可能性がある。コネクタピンまたはソケット接触子からケーブルへの移行部でも、材料が異なるために非常に酸化されやすい。次いで、このことは高い境界抵抗および漏れ電流を引き起こす。

【0004】

ケーブルによるプロセスデータ伝送の代替として、ＷＬＡＮまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルートゥース（登録商標））によるデータ伝送も現在使用されている。

【0005】

しかしながら、この解決法にも、この解決法がケーブル接続に比べて比較的遅く、主として無線インタフェースの影響を受けやすいという欠点を伴う。さらに、特に複数の送信機が設けられると、受信機は、相当な環境設定努力、それにエラーの情報源を伴って所望の局に同調されなければならないという欠点がある。２〜３の無線周波数しか利用できない。複数の送信機および受信機が伝送距離内で動作すると、隣り合う送信機による干渉が起こる。帯域幅は他の装置と共有されなければならない。利用可能な帯域幅が十分でない場合、これらの装置は同時に動作しないことがある。適合する無線チャネルが選択され調整されなければならない。伝送容量の時間分割も関連し、したがって空きチャネルを待つ必要があり、さらに、受信干渉の場合に伝送を繰り返すのにいくらか時間がかかる。干渉が再び起きた場合にチャネルを変えるのにも時間がかかる。さらに、伝送の成功にどれくらい時間がかかるのかを予測することができない。全体的に見て、プロセスデータ伝送をリアルタイムで実行することはできない。

【0006】

こうした状況から、本発明の目的は、特に、食品生産用、主として食肉およびソーセージ生産用の２つの装置の間のデータ伝送用のコネクタと、充填マシンと、信頼できるデータ伝送をリアルタイムで可能にするデータ伝送方法であって、さらに、コネクタおよび充填マシンが特に食品生産にしばしば存在する過酷な環境に耐えうるように強固に設計されうる方法と、を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、この目的は、請求項１、１３および１４の特徴によって実現される。

【0008】

本発明によれば、食品生産、主として食肉およびソーセージ用の２つの装置の間のインタフェースにおいて、データ伝送のためのコネクタは、第１の装置に接続可能でありかつ少なくとも１つの第１のデータ伝送部を備える第１の接続要素と、第１の接続要素に結合されかつ第２の装置に接続されうるとともに、少なくとも１つの第２のデータ伝送部を備える第２の接続要素と、を備える。第１のデータ伝送部は、第１の接続要素から第２の接続要素へのデータ伝送がガルバニック絶縁態様で、すなわち無線かつ非接触で行われるように、第１の接続要素および第２の接続要素が結合された状態で第２のデータ伝送部からガルバニック絶縁される。ガルバニック絶縁されたデータ伝送には、変圧器、コンデンサ、オプトカプラ、アンテナ、指向性アンテナ、光送信機および光受信機などの種々の構成要素が使用されうる。

【0009】

本発明には、従来のプラグに比べて、非常に干渉を起こしやすいコネクタピンまたはソケット接触子が今ではもはや必要ないという利点を伴う。機能不全、停止および故障を最小限に抑えることができる。ガルバニック絶縁されたデータ伝送、および、データ伝送部が接続要素、例えば接続要素のハウジング内に組み込まれることで、露出した金属接触子がデータ伝送にもはや必要ないとさらに有利である。したがって、本発明によるコネクタは汚損および湿気に対して非常に強く、それによって上述した接触子の問題は回避されうる。本発明によるコネクタはさらに、リアルタイムでのデータ伝送を可能にする。

【0010】

好適には、コネクタは、第１の接続要素、特に第１の接続要素のハウジングを第２の接続要素、特に第２の接続要素のハウジングに結合する機械的固定装置を備える。機械的固定装置は、特に、ねじクロージャ、ピンソケット接続部、バヨネットキャッチ、クランプクロージャ、または永久磁石を備えることができる。

【0011】

固定装置は、接続要素内のデータ伝送部の各部分が露出された場合でも、接続されている第１の接続要素および第２の接続要素内でデータ伝送部が湿気および汚れから保護されるように、接続要素または接続要素のハウジングを気密密閉して結合することが特に有利である。

【0012】

しかしながら、第１のデータ伝送部および第２のデータ伝送部は、第１の接続要素および第２の接続要素内に気密密閉態様で既に配置されていることが特に有利である。その場合、データ伝送部は、コネクタが開放された状態でも、湿気、汚れおよび機械的損傷から十分に保護される。

【0013】

このため、第１のデータ伝送部または第２のデータ伝送部、あるいは第１のデータ伝送部と第２のデータ伝送部の両方がケーシング材料に鋳込められうる。ケーシング材料は電気絶縁性であることが好ましい。

【0014】

ケーシング材料としては、特に、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレンなどの熱可塑性物質が適している。しかしながら、随意に充填材、例えばガラス繊維と共に、１成分型または２成分型キャスティングコンパウンド、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン、シリコン樹脂、アクリル樹脂も可能である。

【0015】

好ましい一実施形態によれば、データが誘導的に伝送されるように、第１の接続要素はデータ伝送部として一次コイルを備えることができ、第２の接続要素はデータ伝送部として二次コイルを備えることができる。したがって、第１の接続要素および第２の接続要素が結合されると、一次コイルおよび二次コイルを備える変圧器となる。コイルのコアは半円環形状を有することができ、したがって、接続要素が接合されたときに、前側が向かい合い、保護層が任意に各コアの前側を覆って配置される。

【0016】

「鋳込む（ｃａｓｔ−ｉｎ）」という語は、それぞれのデータ伝送部が完全に鋳込められかつ閉鎖されること、あるいは、例えば、コンデンサ電極やコイルコアの一部などの部分が露出され、次いで、対応する部分が任意に保護層でさらにコーティングされうることを意味する。

【0017】

別の好ましい実施形態によれば、一次コイルおよび二次コイルはそれぞれ変圧器の半分に対応し、変圧器のコア、特に環状コアは２つの部分を有していて、一次コイルおよび二次コイルの分離されたコアのそれぞれの前側は、第１の接続要素および第２の接続要素が結合された状態で向き合う関係で向きを定められ、好ましくは互いに接して配置されるようにする。一次コイルおよび二次コイルが対応する設計を有している場合、コネクタの製造は非常に簡単である。

【0018】

別の実施形態によれば、第１の接続要素および第２の接続要素は、データが容量的に伝送されるように設計され、第１の接続要素はデータ伝送部として少なくとも２つの第１のコンデンサ電極を備え、第２の接続要素はデータ伝送部として少なくとも２つの第２のコンデンサ電極を備え、第１のコンデンサ電極および第２のコンデンサ電極は接続要素が結合された状態で互いに向き合う。

【0019】

例えば、情報がイーサネット（登録商標）（登録商標）ベースの伝送経路内を直流電圧の供給なしに差動的に（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ）伝送されるので、線路切断用のコンデンサが支障なく挿入されうる。コンデンサにおいて、情報は電場によって伝送される。コンデンサは２つの絶縁電極で構成されてもよく、したがって気密密閉型の切断点が生成されうる。さらにそれぞれのコンデンサ電極に投入することも可能である。第１の接続要素および第２の接続要素が接合されているときに、コンデンサ電極は、電場がこの場合も閉じられ、したがって情報が妨害を受けずに伝送されうるように、やはり互いに対して例えば１ｍｍの短い距離を置いて向きを定められる。

【0020】

好ましい一実施形態によれば、第１の接続要素内に、複数のコンデンサ電極が、支持体、特に円筒上に、特に平面リングとして平面的に配置される。その場合、第２の接続要素は、特に平面リングとして設計された複数の平面コンデンサ電極を備えるスリーブとして設計される。接続要素が結合された状態で、すなわち、この場合は特に支持体がスリーブ内に挿入され固定されたときに、第１のコンデンサ電極は第２のコンデンサ電極に面している。

【0021】

別の実施形態によれば、データ伝送が電磁波によって行われ、特に、第１の接続要素はデータ伝送部として送信機を備え、第２の接続要素はデータ伝送部として受信機を備える。送信機および受信機として、例えば、それぞれ送信アンテナおよび受信アンテナ、あるいは複合トランシーバアンテナが使用されうる。これらのアンテナは、無線伝送の場合、周波数２〜１００ＧＨｚに適している。好ましくは、例えば波長範囲４００〜１０００ｎｍのコヒーレント光での伝送の場合、光送信機は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザダイオードでよく、光受信機は、例えば、フォトトランジスタまたはＰＩＮダイオードでよい。

【0022】

第１の接続要素および第２の接続要素はそれぞれ、複数の伝送経路用の複数のデータ伝送部、特に、複数のコイル、複数のコンデンサ電極、複数の送信機または受信機を備えることが有利である。さらに、コネクタは、エネルギー伝送用の経路も備えることができる。

【0023】

したがって、コネクタにより、データの無線かつ非接触の伝送プロセスが可能になる。

【0024】

本発明によれば、第１の装置および第２の装置は、充填マシン、捩じ切りユニット（ｗｒｉｎｇ−ｏｆｆ ｕｎｉｔ）、クリッパ、ハングアップ（ｈａｎｇｕｐ）、分離要素、搬送ベルト、取扱装置、包装ユニットでなる群のうちの少なくとも２つの装置である。特にソーセージ生産では、個々の構成要素が、その場合、本発明のコネクタにより容易かつ確実に接続され、コネクタは、１本のライン内の個々の装置の改造プロセス、交換プロセスおよび洗浄プロセスでも、十分に保護されうる。

【0025】

本発明によれば、接続要素の少なくとも一方または接続要素の両方が、ケーブルを介して対応する装置に接続されうる。しかしながら、接続要素を接続インタフェースとして装置に組み込むことも可能である。ケーブルは、接続要素または接続要素のハウジングに気密密閉態様で接続されうる。

【0026】

本発明は、上述したように、複数の装置を有する、すなわち追加的に少なくとも１つのアタッチメントを有するソーセージ生産用の充填マシンにも関する。その場合、完全な充填ラインの少なくとも２つの装置が本発明によるコネクタで接続される。

【0027】

本発明によるコネクタを用いてデータを第１の装置から第２の装置に伝送する本発明による方法において、第１の接続要素および第２の接続要素は、最初に機械的固定装置によって互いに接続され、次いで、第１のコネクタから第２のコネクタへのデータ伝送が、ガルバニック絶縁態様で、すなわち、例えば誘導式、容量式または光学式で、あるいは電磁波によって行われる。

【0028】

本発明は、下記の図を参照して以下でより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、本発明による充填マシンの側面図をおおまかに概略的に示している。

【図2】図２は、従来技術によるネットワーク接続を概略的に示している。

【図3】図３は、追加の変圧器を有する図２に示されているネットワーク接続を示している。

【図4】図４は、挿入される切断点を有する図３に示されているネットワーク接続を示している。

【図5】図５は、誘導データ伝送用の本発明によるコネクタを示している。

【図6】図６は、複数の伝送経路を有する本発明によるコネクタの原理をおおまかに概略的に示している。

【図7】図７は、２つのデータ伝送部を有する本発明によるコネクタの前部の横断面図を示している。

【図8】図８は、本発明によるコネクタの縦断面図を示している。

【図9】図９は、４つのデータ伝送部を有する本発明によるコネクタの横断面図を示している。

【図10】図１０は、従来のネットワーク接続設定を示している。

【図11】図１１は、挿入されたコンデンサを有するネットワーク接続設定を示している。

【図12】図１２は、開放されたコンデンサを有する図１１に示されているネットワーク接続を示している。

【図13】図１３は、データが容量的に伝送される本発明によるコネクタを示している。

【図14】図１４は、複数の伝送経路を有するコネクタの原理を概略的に示している。

【図15】図１５は、複数のコンデンサを有する容量式データ伝送用コネクタの好ましい一実施形態を斜視で概略的に示している。

【図16】図１６は、電磁波を用いてデータ伝送するためのコネクタの別の実施形態を示している。

【図17】図１７は、従来技術によるデータ伝送用のピンソケット接続部を示している。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図１は、複数のアタッチメントを有する充填マシン１１を概略図で示す。充填マシン１１は周知の方法で漏斗１２を備え、例えばソーセージ肉などのペースト塊が漏斗１２内に充填され、図示されていない送り機構によって充填チューブ１３を経由してソーセージケーシング内に放出される。例えば、搬送装置１４が充填マシン１１の下流側に搬送方向ＴＲに配置され、搬送装置１４は２つの循環コンベヤベルト１５ａ、１５ｂを備え、充填ソーセージ長尺物が２つの循環コンベヤベルト１５ａ、１５ｂの間で搬送される。搬送装置１４は、充填ソーセージ長尺物が捩じ切りユニット１７によって回転させられて捩じ切り点を生成したときに、ねじれに逆らって充填ソーセージ長尺物を保持することもできる。

【0031】

さらに、クリッパ１６が、２つのソーセージ部分の間にクリップを配置するためにラインに配置されうる。最後に、ハングアップ１８もこの特定の例で配置され、ハングアップ１８は、ハングアップ１８のフック１９で個々のソーセージまたはソーセージ部分を受け取り、個々のソーセージまたはソーセージ部分をさらに搬送することができる。

【0032】

図１に示されている構造は、例として与えられているにすぎない。充填ラインの個々の装置は機械式コネクタ２０で互いに接続されうる。プロセスデータ伝送のために、この場合はケーブル８が設けられ、ケーブル８は、以下でより詳細に説明される本発明のコネクタ１で接続される。この例では、ハングアップ１８は、コネクタ１を有するケーブル８を介して充填マシン１１の制御システムに接続される。搬送装置１４もまた、対応するコネクタ１を有するケーブル８を介して充填マシンの制御システムに接続される。例えば、搬送装置１４は、ケーブルを介してコネクタ１によってハングアップ１８にも接続されうる。

【0033】

対応する充填マシンまたは対応する充填ラインに対する、食品生産における過酷な条件を許容するために、下記のように設計されうる、２つの装置の間のインタフェースデータ伝送用のコネクタシステムが提案される。

【0034】

本発明では、コネクタ１は、特に図５に見られるように、第１の接続要素２ａおよび第２の接続要素２ｂを備え、第１の接続要素２ａおよび第２の接続要素２ｂは、従来のプラグでも以前にそうだったように、データラインを接続するために互いに結合されうる。

【0035】

接続要素２ａ、２ｂはデータ伝送部３ａ、３ｂを備え、これらのデータ伝送部３ａ、３ｂは、第１の接続要素２ａと第２の接続要素２ｂとの結合状態または接続状態で、データ伝送部３ａ、３ｂがガルバニック絶縁されるように（すなわち接触しないように）設計される。この場合、この第１の実施形態では、金属分離が２つの電気的に絶縁された巻線によって実現され、データ伝送が誘導的に実現される。この場合、第１の接続要素２ａはデータ伝送部として、コア７ａを含む一次コイル３ａを備える。コア７は湾曲しており、２つの前側９を備え、前側９はそれぞれ、対向する接続要素に面することができる。第２の接続要素２ｂは、対応する二次コイル３ｂを備える。

【0036】

一次コイルおよび二次コイルが接合されたときに、すなわち、第１の接続要素および第２の接続要素が結合されたときに、２つの半コイルはネットワーク変圧器として動作する。

【0037】

誘導伝送の場合、ＩＥＥＥ８０２．３による既存のイーサネット（登録商標）規格が使用されうる。したがって、本発明は以下の熟考の原理に基づいている。

【0038】

図２に示されているように、例えばイーサネット（登録商標）ベースの伝送経路では、変圧器が、ガルバニック絶縁のために送信機側および受信機側に使用される。情報が変圧器から磁場を通じて転送される。図２は、第１の装置１０ａのネットワークインタフェースカードＡおよび第２の装置１０ｂのネットワークインタフェースカードＢを示し、ネットワークインタフェースコントローラがそれぞれのケースに設けられる。ネットワークインタフェースカードは、上述したように従来のネットワーク変圧器を備える。装置１０ａのネットワーク変圧器および装置１０ｂのネットワーク変圧器は、線路またはケーブル８を介して互いに接続されうる。

【0039】

伝送経路、特にイーサネット（登録商標）ベースの伝送経路には、ガルバニック絶縁用の変圧器が送信機側と受信機側の両方に使用されるので、図３に示されているように、経路に追加の変圧器を容易に挿入することができる。追加の変圧器は、図４に示されているように、二等分に分割または切断されうる。

【0040】

切断点が接合された後、磁場は再び閉じられ、情報は妨害のない態様で伝送されうる。

【0041】

したがって、データ伝送部３ａ、３ｂは、従来の変圧器、例えばイーサネット（登録商標）規格に適合する変圧器を２つの部分に分割するかまたは２つのコア半体から変圧器を接合することによって容易に生産されうる。

【0042】

次いで、これらのデータ伝送部はそれぞれの接続要素２ａ、２ｂに組み込まれうる。一次コイルおよび二次コイルは、ケーシング材料、例えば合成樹脂または熱可塑性物質に鋳込められうる。これらのコイルは、薄層がコア７ａ、７ｂの前面９にも形成されるように完全に鋳込められる。しかしながら、この層は、完全なデータ伝送を確実にするために０．２ｍｍを超えてはならない。コイル３ａ、３ｂは、コア７ａ、７ｂの前側９が露出されるように鋳込められることも可能である。次いで、コアの前側は、接続要素が接続されているときに正確に重ね合わされうる。それにもかかわらず、コイルの巻線は、コイル巻線の開状態でも湿気および汚れから十分に保護される。コア７ａ、７ｂの露出した前側９が、コネクタの前側（反対側の接続要素に面している）の薄いコーティングにより密封されることも可能である。したがって、薄層、例えば厚み２０μｍ〜３００μｍの箔が使用されてもよい。コイル、すなわち巻き導線は、どんな場合でも接続要素内に気密密閉された態様で配置される。

【0043】

接続要素２ａ、２ｂは機械的固定装置４を備え、第１の接続要素２ａは、例えば図５に概略的に示されているように、機械的固定装置４によって第２の接続要素２ｂに結合されうる。このような機械的固定装置は、例えば、ねじクロージャ、ピンソケット接続部、バヨネットキャッチ、締結装置、または永久磁石を備えることができる。固定装置４は、接続要素２ａと接続要素２ｂとの間に気密密閉接続部が形成されるように設計されることが特に有利である。このことは追加の保護をもたらす。

【0044】

図２〜図５の機能図では、ただ１つの伝送経路がそれぞれの場合に示されていた。しかしながら、イーサネット（登録商標）接続には、例えば、それぞれ少なくとも１つの送信チャネルおよび受信チャネル（最大で１００メガビット／ｓ）、あるいは２つの送信チャネルおよび受信チャネル（ギガビットイーサネット（登録商標））が必要である。次に、図６は、全部で４つの変圧器または８つの半変圧器を有する、ネットワークインタフェースカードＡとネットワークインタフェースカードＢとの間のそれぞれ２つの送信チャネルおよび受信チャネルをおおまかに概略的に示す。

【0045】

複数の半変圧器または半コイルは、浮遊磁場が相互作用しないように、例えば図７に示されているようにプラグの前面に整列される。

【0046】

図７は、隣接して配置された２つの第１の一次コイル３ａ１、３ａ２を示しており、第１の一次コイル３ａ１、３ａ２は互いに対して垂直に配置される。図８は、互いに対して垂直に配置された２つのコイル３ａ１および３ａ２を有する対応する実施形態の縦断面図を示しており、コイル３ａ１およびコイル３ａ２はそれぞれ、対応する信号ケーブル２３に接続され、ケーブル８で終わる。保護をより良くするために、信号ケーブル２３およびケーブル８も接続要素２ａに鋳込められる。図９は、４つの一次コイルを有する接続要素２ａの正面図を示しており、同じ角度で向きを定められた２つのコイルの間の距離は、互いに対して約９０°ずらして配置された２つのコイルの間の距離より大きい。この配置は、相互作用がほとんどないコンパクトな設計をもたらす。

【0047】

その場合、対応する第２の接続要素２ｂは、接続要素２ａ、２ｂが接続されたときに個々のコア７のそれぞれの前側９が向かい合うように設計される。

【0048】

コネクタの基礎として、例えば、インダクタンス３５０μＨ（１００ｋＨｚ）、交流１００ｍＶ、直流８ｍＡ、変圧比１：１の定格を有する変圧器が使用される。

【0049】

このような変圧器では、本質的に同じ方向に向けられた、すなわち互いに対して平行に向けられた２つのコイルの間の距離ａは、５〜１０ｍｍの範囲内であるべきである。互いに対してほぼ垂直に向けられた２つのコイルの間の距離ｂは、２〜５ｍｍの範囲内であるべきである。

【0050】

この実施形態には、アドレス指定、周波数変動、反復または衝突検出を習得する特別なプロトコルを使用する必要がないという利点を伴う。さらに、特別な変調プロセスも必要ない。リアルタイムでのデータ伝送が可能である。

【0051】

図１０〜図１５に関連して、データ伝送が電場で、すなわち容量的に行われる、本発明による別の実施形態が詳細に示されている。この実施形態は、この実施形態が現在、一次コイル３ａおよび二次コイル３ｂの代わりに、それぞれ２つのコンデンサ電極３ａおよび３ｂを備えることを除いて、図２〜図９に関連して示されている実施形態に対応している。容量伝送の場合も、ＩＥＥＥ８０２．３による既存のイーサネット（登録商標）規格が使用されうる。

【0052】

例えば、イーサネット（登録商標）ベースの伝送経路内を情報が直流電圧の供給なしに差動的に伝送されるので、線路切断用のさらなるコンデンサが支障なく挿入されうる。

【0053】

コンデンサにおいて、情報は電場によって転送される。コンデンサは、２つの電気的に絶縁された電極で作ることができ、したがって気密密閉型の切断点を作ることができる。以下でより詳細に説明するように、２つの電極を近づけることにより、電場は閉じられ、情報は妨害のない態様で伝送されうる。コンデンサの電極はそれぞれ、電気絶縁ケーシング材料に完全に埋め込まれ、特に電気絶縁ケーシング材料、例えば合成樹脂または熱可塑性物質に鋳込められうる。

【0054】

図１０〜図１２は、コンデンサが２つのネットワーク変圧器の間に挿入されてもよく、その場合、２つのデータ伝送部はコンデンサを単純に分割することによって得られうることを示している。

【0055】

使用されるコンデンサの特性は、例えばＣ＝５〜５０ｎＦである。

【0056】

機能図１０〜１３では、ただ１つの伝送経路がいつも前に示されている。しかしながら、イーサネット（登録商標）接続には、例えば、それぞれ少なくとも１つの送信チャネルおよび受信チャネル（最大で１００メガビット／ｓ）、あるいは２つの送信チャネルおよび受信チャネルが必要である。図１４は、それぞれ１つの送信チャネルおよび１つの受信チャネルを有する２つの異なる装置の２つのネットワークインタフェースカードＡ、Ｂをおおまかに概略的に示しており、送信チャネルおよび受信チャネルはそれぞれ、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２およびＣ３、Ｃ４を備える。

【0057】

図１５は、容量式データ伝送の特別な実施形態を示す。図示されているコンデンサＣ１〜Ｃ４は、この場合、例えば、平面リングとして円筒上に付着される。電極表面は、円筒内に延びる対応する信号ケーブル２３に接続される。保護として、保護層が、コンデンサ電極の表面に、例えば箔、管または保護ラッカーの形で付着されうる。

【0058】

接続要素２ａは、接続要素２ｂがスリーブ２ａ内に少なくとも部分的に挿入されうるようにスリーブとして設計された相対物として設けられ、直径ｄ_２は直径ｄ_１より大きい。スリーブの内表面にもコンデンサＣ１〜Ｃ４の環状コンデンサ電極が装着され、接続要素２ａ、２ｂが結合された状態で、電極はそれぞれ、スリーブに対向してある距離を置いて配置される。コネクタは、５で示されている機械的固定装置、例えばピンソケット接続部を備え、スリーブは円筒に対してピンソケット接続部によって向きを定められ、気密密閉接続部はピンソケット接続部によって作ることができる。スリーブのコンデンサ電極表面も、保護のために、例えば厚さ５０μｍ〜２００μｍの箔または絶縁層でコーティングされうる。この場合も、ケーブル８は接続要素２ａ、２ｂに鋳込められる。コンデンサの容量は、好適には５ｎＦ〜５０ｎＦである。

【0059】

図１６は、データが電磁波によって伝送される本発明の別の実施形態を示す。図１６に示されているアセンブリは前の実施形態のアセンブリに対応しており、この場合は送信機３ａおよび受信機３ｂがデータ伝送部として使用される。無線伝送（周波数範囲２ＧＨｚ〜１００ＧＨｚ）の場合、対応するアンテナ（送信アンテナおよび／または受信アンテナ）３ａ、３ｂが使用されうる。コネクタが閉鎖された状態でのアンテナ相互間の距離ｌは１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内である。アンテナは、第１の接続要素および第２の接続要素に組み込まれる。アンテナ３ａ、３ｂは接続要素に鋳込められ、それによって追加の保護を提供することができる。代替としてまたは加えて、固定装置は、２つの接続要素を気密密閉して接続することができる。アンテナ３ａとアンテナ３ｂとの間の距離が短くかつアンテナの向きが正確で一定であることにより、正確なデータ伝送が実現されうる。アンテナが接続要素内、特にハウジング内に配置されることにより、外部に対する遮蔽を、例えば、接続要素２ａの外部に接地導電層を装着することによって実現することもできる。代替として、完全な接続要素は導電性材料から製造されうる。

【0060】

アンテナが鋳込められる場合、熱可塑性物質、例えばポリアミド、ポリエステルまたはポリエチレンがケーシング材料として使用されるべきである。しかしながら、随意に充填材、例えばガラス繊維とともに、１成分型または２成分型キャスティングコンパウンド、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン、シリコン樹脂、アクリル樹脂なども適している。この場合も、ケーブル８は接続要素に鋳込められうる。図１６から分かるように、信号ケーブルはその場合、例えば、ネットワークインタフェースコントローラに接続されたＷＬＡＮ送信機および受信機につながる。

【0061】

図１６に示されている配置は、無線で使用されうるだけでなく、好ましくはデータ伝送用のコヒーレント光（波長４００ｎｍ〜１０００ｎｍ）でも使用されうる。その場合、オプトカプラがそれぞれのネットワークインタフェースに接続され、アンテナ３ａの代わりに送信機として、例えばレーザダイオードが使用され、受信機３ｂとして、光検出器、特にフォトトランジスタまたはＰＩＮダイオードが使用されている。この実施形態では、次いで、データ伝送部３ａ、３ｂは、鋳込められないか、透明媒質、例えばアクリル樹脂に鋳込められるかのどちらかである。

【0062】

さらに、図２〜図１６に関連して示したように、接触による従来の伝送と非接触伝送または無線伝送とを組み合わせたものも可能である。その場合、動作電圧は堅牢な接触部を通じて伝送されうるが、プロセスデータの伝送は本発明の非接触の装置または方法を用いて機能する。例えば、データ伝送は容量的に実現されてもよく、エネルギー伝送は誘導的に実現されてもよく、あるいはその逆も同様である。様々な実施形態で示されているように、種々の無線、すなわちガルバニック絶縁された伝送法を組み合わせたものも可能である。

【0063】

すべての実施形態において、接続要素は、ケーブル８を介してそれぞれの装置に接続されうる。しかしながら、接続要素の一方が装置に組み込まれ、次いで他方の接続要素がその装置に差し込まれることも可能である。

【0064】

２つの装置が特定のインタフェースでデータ伝送のために互いに接続されることになる本発明による方法では、最初に、第１の接続要素２ａおよび第２の接続要素２ｂが、固定装置４によって、例えば、互いに挿入される、ねじ止めされる、などによって互いに接続される。次いで、第１の接続要素から第２の接続要素へのデータ伝送が、ガルバニック絶縁態様で、すなわち非接触かつ無線で実現されうる。

【符号の説明】

【0065】

１…コネクタ、２ａ…第１の接続要素、２ｂ…第２の接続要素、３ａ…データ伝送部、３ｂ…データ伝送部、４…機械的固定装置、５…機械的固定装置、７…コア、７ａ…コア、７ｂ…コア、８…ケーブル、線路、９…前側、前面、１０ａ…第１の装置、１０ｂ…第２の装置、１１…充填マシン、１２…漏斗、１３…充填チューブ、１４…搬送装置、１５ａ…循環コンベヤベルト、１５ｂ…循環コンベヤベルト、１６…クリッパ、１７…捩じ切りユニット、１８…ハングアップ、１９…フック、２０…機械式コネクタ、２３…信号ケーブル、Ａ…ネットワークインタフェースカード、Ｂ…ネットワークインタフェースカード、Ｃ１〜Ｃ４…コンデンサ、ｄ_１…直径、ｄ_２…直径、ＴＲ…搬送方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】