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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungselement für einen
Sensorkopf, insbesondere für
einen Sensorkopf zur Drehzahl- oder Drehwinkelmessung in einem Kraftfahrzeug,
wobei der Sensorkopf ein Gehäuse
aus Kunststoff aufweist, das mit dem Befestigungselement an einem
Befestigungsring befestigt ist, der zur Befestigung des Sensorkopfes
an einem weiteren Bauteil, zum Beispiel einem Radlager, vorgesehen
ist.
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Sensorköpfe der
eingangs genannten Art werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen
zur Erfassung der Drehzahl eines Rades verwendet. Dabei ist es üblich den
Sensorkopf mit einem Befestigungsring, der zum Beispiel aus Metall
bestehen kann, zu verbinden. Der Befestigungsring wird wiederum
auf ein Radlager aufgesetzt, um mit dem Sensorkopf die Drehzahl
des gelagerten Rades zu erfassen. Die Verbindung des Sensorkopfes
mit dem Befestigungsring erfolgt nach dem Stand der Technik mit
einer unlösbaren
Verbindung zum Beispiel mit einer Niete oder durch Ultraschallverschweißung des
Sensorkopfs mit dem Befestigungsring.
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Diese
Verbindungen sind relativ aufwendig und erlauben keine zerstörungsfreie,
spätere
Trennung des Sensorkopfs vom Befestigungsring. Zum Beispiel zum
Ultraschallschweißen
werden teuere Geräte
benötigt
und auch das Verfahren selber ist relativ aufwendig. Nach dem Einbau
des Sensorkopfes, zum Beispiel am Rad eines Kraftfahrzeugs, kann der
Sensorkopf nur mit Spezialwerkzeugen und unter hohem Aufwand wieder
ausgebaut werden. Hierdurch wird ein Austausch eines defekten Sensorkopfs
wesentlich erschwert, wodurch hohe Reparaturkosten für das Fahrzeug
entstehen können.
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Aus
der
DE 696 21 891
T2 ist eine Lagereinheit mit einem schnell zu befestigendem
Drehgeschwindigkeitsaufnehmer bekannt. Diese Vorrichtung zum Messen
der relativen Drehgeschwindigkeit zwischen einem sich drehenden
Laufring und einem sich nicht drehenden Laufring einer Lagereinheit
umfasst einen Aufnehmer, der an einem ortsfesten Teil der Lagereinheit
angebracht ist, einen sich drehenden Impulsring, wobei der Aufnehmer
im Betrieb dem sich drehenden Impulsring zugewandt ist, einen Kopf,
der ein lösbares
Schnellkupplungsmittel zum Kuppeln in einer abnehmbaren Weise an
einem entsprechenden Schnellkupplungssitz aufweist, der mit einem
Fortsatz ausgestattet ist, der mit dem sich nicht drehenden Laufring
der Lagereinheit fest verbunden ist.
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Darüber hinaus
zeigt die
DE 691 12
176 T2 einen Drehzahlmessaufnehmer und ein Wälzlager, das
mit einem solchen Aufnehmer ausgerüstet ist. Die Vorrichtung zur
Drehzahlmessung eines umlaufenden Bauteils, das mittels eines Wälzlagers
auf einem nicht umlaufenden Bauteil gelagert ist, ist mit einem
Geberelement versehen, das mit dem umlaufenden Bauteil fest verbunden
ist und das mittels eines mehrpoligen Ringes ein magnetisches Wechselfeld
erzeugt. Mit wenigstens einem Sensorelement, das mit dem nicht umlaufenden
Teil fest verbunden und mit einem Luftspalt gegenüber dem
Geberelement angeordnet ist, wird die Bewegung des umlaufenden Bauteils
erfasst. Ein dem Sensor zugeordnetes Magnetflussleitelement umfasst
zwei getrennte Flusselemente. Der Sensor ist zwischen den beiden Flussleitabschnitten
angebracht, wobei der mehrpolige Ring zwischen den beiden Flussaufnahmeschenkeln
derart angeordnet ist, dass den beiden Flussaufnahmeschenkeln zwei
Magnetpole unterschiedlichen Vorzeichens gegenüberliegen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher den Sensorkopf mit dem Befestigungsring
derart zu verbinden, dass der Sensorkopf aufwandsarm montierbar und
demontierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des unabhängigen
Anspruchs gelöst.
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Durch
die Ausbildung des Befestigungselementes als Verrastelement, wird
eine Verbindung zwischen dem Sensorkopf und dem Befestigungsring geschaffen,
die sehr einfach und ohne die Verwendung von Spezialwerkzeug gelöst werden
kann. Auch die Montage des Sensorkopfes am Befestigungsring gestaltet
sich sehr einfach, da der Sensorkopf nur mit dem Befestigungsring
verrastet werden muss. Die Ausbildung des Befestigungselementes als
Verrastelement ermöglicht
sowohl bei der Montage des Sensorkopfes, als auch bei seiner Demontage eine
erhebliche Arbeitserleichterung, was die Produktionskosten und die
Reparaturkosten zum Beispiel für
ein Kraftfahrzeug senkt.
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Bei
einer Weiterbildung ist das Verrastelement in eingerastetem Zustand
von mindestens einer Schutzwand umgeben. Dies hat den Vorteil, dass
das Verrastelement bei der Montage von den Schutzwänden sehr
genau geführt
wird. Daneben verhindern die Schutzwände in verrastetem Zustand
ein ungewolltes Ausrasten, welches beispielsweise durch den Anstoß eines
Gegenstandes an dem Verrastelement verursacht werden könnte.
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Bei
einer Ausgestaltung besteht das Verrastelement aus einer am Befestigungsring
ausgebildeten Rastlasche und einem am Sensorkopf ausgebildeten Rasthaken.
Der Rasthaken kann bei der Herstellung des Sensorkopfgehäuses direkt
an dieses, zum Beispiel im Spritzgießverfahren, angefügt werden.
Die Rastla sche lässt
sich leicht bei der Herstellung des Befestigungsringes an diesem
mit ausbilden.
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Alternativ
dazu besteht das Verrastelement aus einem am Befestigungsring ausgebildeten
Rasthaken und einer am Sensorkopf ausgebildeten Rastlasche. Auch
hier ist die Ausbildung des Rasthakens und der Rastlasche leicht
in die Herstellung des Befestigungsrings und des Sensorkopfs zu
integrieren.
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Weiterhin
wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Befestigungselement als Führungslaschentasche am Gehäuse des
Sensorkopfes ausgebildet ist, welche eine am Befestigungsring ausgebildete
Führungslasche
formschlüssig
umfasst, wenn der Sensorkopf am Befestigungsring befestigt ist.
Die Ausbildung einer formschlüssig die
Führungslasche
umschließenden
Führungslaschentasche
führt zu
einer sehr genauen Positionierung des Sensorkopfes an dem Befestigungsring
und damit zu einer hochgenauen Positionierung des Sensorkopfes relativ
zu dem das Magnetfeld erzeugenden Element. Hierdurch wird auf einfache
Art und Weise eine hervorragende Qualität der vom Sensorkopf erzeugten
Signale gewährleistet.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Führungslaschentasche von der
Führungslasche
abziehbar und auf diese aufschiebbar ausgebildet. Eine solche Ausbildung
der Führungslaschentasche
ermöglicht
eine schnelle, kostengünstige
und einfache Montage und Demontage des Sensorkopfes am Befestigungsring.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Führungslaschentasche an den
Sensorkopf angespritzt. Da das Gehäuse des Sensorkopfes in der
Regel im Spritzgießverfahren
hergestellt wird, ruft das Anspritzen der Führungslaschentasche keine weiteren
Aufwendungen hervor.
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Bei
einer nächsten
Ausgestaltung der Erfindung ist die Führungslasche an den Befestigungsring angeschweißt, angeklebt
und/oder angenietet. Dies sind einfache und großtechnisch gut beherrschte Verfahren
zur Verbindung von verschiedenen Bauteilen. Besonders vorteilhaft
ist es jedoch, wenn die Führungslasche
aus dem Metall des Befestigungsrings ausgestanzt ist und in Richtung
des Sensorkopfes abgebogen ist. Dieser Vorgang kann in das Herstellungsverfahren
des Befestigungsrings leicht eingebunden werden. Das Rohteil des
Befestigungsrings wird ohnehin zum Beispiel aus einem Metallblech
ausgestanzt und dann in formgebenden Verfahrensschritten in eine
gewünschte
Form gebracht, wobei auch die Führungslasche
so angeformt werden kann, dass Sie später in die Führungslaschentasche
eingeschoben werden kann.
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Bei
einer nächsten
Ausgestaltung rastet die Führungslasche
in die Führungslaschentasche
ein, wenn der Sensorkopf am Befestigungsring befestigt ist. Hierdurch
wird eine weitere, mit einem geeigneten Werkzeug leicht lösbare Fixierung
des Sensorkopfes an dem Befestigungsring erreicht.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
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1:
einen Sensorkopf mit Befestigungsring,
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2:
eine Ausgestaltung des Befestigungselements,
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3:
eine Schnittdarstellung des Sensorkopfes,
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4:
eine perspektivische Ansicht des Verrastelements,
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5:
eine alternative Ausgestaltung des Verrastelements,
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6:
eine weitere Ausgestaltung der Erfindung,
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7:
den Sensorkopf ohne den Befestigungsring,
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8:
eine Draufsicht auf den Sensorkopf und den Befestigungsring,
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9:
einen Schnitt nach der Linie A-A aus der 8,
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10:
Schnitt nach der Linie B-B aus der 9.
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1 zeigt
einen Sensorkopf 1, einen Befestigungsring 2,
ein Kabel 3 und einen Stecker 4. Der Sensorkopf 1 kann
z. B. dazu dienen, die raddrehzahlabhängige Variation eines magnetischen
Feldes zu vermessen, wodurch die Drehzahl des Rades bestimmt werden
kann. Dazu muss der Sensorkopf 1 vor einem hier nicht dargestellten
System zur zeitlichen Variation der magnetischen Feldstärke positioniert
werden. Das zeitlich veränderliche
magnetische Feld kann z. B. von einem in einem Kugellager angeordneten
System zur drehzahlabhängigen
Variation der magnetischen Feldstärke hervorgerufen werden. Um
die variierende magnetischen Feldstärke zu vermessen, muss der
Sensorkopf 1 an dem hier nicht dargestellten Kugellager
befestigt werden. Hierzu dient der Befestigungsring 2,
der z. B. aus Metall gefertigt sein kann. Mit einem Befestigungselement 5 ist der
Sensorkopf 1 an dem Befestigungsring 2 befestigt.
Das Kabel 3 führt
die vom Sensorkopf 1 erfassten Messsignale zum Stecker 4.
Der Stecker 4 stellt die Verbindung des Sensorkopfes zu
der übrigen Fahrzeugelektronik
her.
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Die
Ausgestaltung des Befestigungselementes 5 wird in 2 näher dargestellt.
Auch 2 zeigt den Sensorkopf 1, einen Befestigungsring 2, das
Kabel 3 und den Stecker 4. Das Befestigungselement 5 ist
hier als Verrastelement ausgebildet.
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Dieses
Verrastelement besteht aus einem am Befestigungsring 2 ausgebildeten
Rasthaken 6 und einer am Sensorkopf 1 ausgebildeten
Rastlasche 7. Um den Sensorkopf 1 mit dem Befestigungsring 2 zu
verbinden wird lediglich der Rasthaken 6 so weit in die
Rastlasche 7 geführt,
bis das Verrastelement 5 vollständig eingerastet ist. Die Montage
des Sensorkopfs 1 am Befestigungsring 2 erfolgt
mit Hilfe des Verrastelements 5 auf sehr einfache und aufwandsarme
Art und Weise. Hierdurch werden Kosten gespart, die bei einer aufwendigen
Verschweißung oder
Vernietung des Sensorkopfs 1 mit dem Befestigungsring 2 anfallen
würden.
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3 zeigt
eine Schnittdarstellung des Sensorkopfes 1 und der dazugehörigen Verrastelemente 5.
Es ist deutlich zu erkennen, dass der am Sensorkopf 1 ausgebildete
Rasthaken 6 in die am Befestigungsring 2 ausgebildete
Rastlasche 7 eingreift. Hierdurch wird der Sensorkopf 1 fest
mit dem Befestigungsring 2 verbunden. Der eigentliche Sensor 8 ist damit
genau in der vorgeschriebenen Position am Befestigungsring 2 fixiert.
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Das
Verrastelement 5 stellt eine lösbare Verbindung zwischen dem
Sensorkopf 1 und dem Befestigungsring 2 dar. Im
Reparaturfall kann der Sensorkopf 1 durch das Betätigen der
Auslösefläche 10 am Rasthaken 6 vom
Befestigungsring 2 gelöst
werden. Die Auslösefläche 10 kann
z. B. mit einem handelsüblichen
Schraubenzieher betätigt
werden, womit der Rasthaken 6 aus der Rastlasche 7 geschoben
werden kann. Teure Spezialwerkzeuge zum Auswechseln des Sensorkopfes 1 im
Reparaturfall werden dadurch entbehrlich.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht des aus 3 bekannten
Verrastelementes 5. Am Befestigungsring 2 ist
wiederum eine Rastlasche 7 ausgebildet, in die der am Sensorkopf 1 ausgebildete
Rasthaken 6 eingreift. Auch hier ist die Auslösefläche 10 am
Rasthaken 6 zu erkennen, bei deren Betätigung der flexibel gestaltete
Rasthaken 6 zum Sensorkopf 1 hin verschoben wird,
wodurch der Sensorkopf 1 vom Befestigungsring 2 gelöst wird.
Um eine ungewollte Betätigung
der Auslösefläche 10 zu
vermeiden ist um das Verrastelement 5 eine Schutzwand 9 ausgebildet.
Die Schutzwand 9 hat die zusätzliche Funktion während der
Montage des Sensorkopfes 1 am Befestigungsring 2 für eine optimale
und zielgenaue Einführung
des Rasthakens 6 in die Rastlasche 7 zu sorgen.
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5 zeigt
eine alternative Ausgestaltung des Verrastelementes 5.
Hier sind am Befestigungsring 2 die Rasthaken 6 ausgebildet.
Wenn die Rasthaken 6 und der Befestigungsring 2 aus
einem metallischen Material ausgebildet sind, das in der Regel wesentlich
steifer als ein Kunststoff ist, können die Rastlaschen 7 am
Sensorkopf 1 flexibel ausgebildet sein. Bei der Montage
des Sensorkopfes 1 am Befestigungsring 2 schieben
sich die flexiblen Rastlaschen 7 in diesem Ausführungsbeispiel über die
steifen Rasthaken 6. Ist die Endposition des Sensorkopfes 1 erreicht,
rastet der Sensorkopf 1 am Befestigungsring 2 ein.
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6 zeigt
eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Auch hier ist der aus
den vorhergehenden Figuren bekannte Sensorkopf 1 an einem
Befestigungsring 2 befestigt. Am Sensorkopf 1 befindet
sich das Kabel 3 mit dem Stecker 4. Zusätzlich am
Sensorkopf 1 ist der Abknickschutz 12 zu sehen,
der ein Abknicken des Kabels 3 am Eingang zum Sensorkopf 1 verhindert.
Neben den Rasthaken 6 und den Rastlaschen 7 ist
zur Befestigung des Sensorkopfes 1 am Befestigungsring 2 eine
Führungslasche 10 ausgebildet,
die in eine Führungslaschentasche 11, die
am Sensorkopf 1 ausgebildet ist, eingreift. Diese Füh rungslasche 10,
in Kombination mit der Führungslaschentasche 11,
dient zur präzisen
Platzierung des Sensorkopfes 1 an dem Befestigungsring 2 und
damit vor dem das Magnetfeld erzeugenden Element. Wenn der Sensorkopf
am Befestigungsring befestigt ist, kann die Führungslasche 10 in
die Führungslaschentasche 11 einrasten.
Durch diese Ausgestaltung wird eine schnelle und genaue Positionierung
des Sensorkopfes 1 am Befestigungsring 2 möglich, wobei
eine Demontage des Sensorkopfes vom Befestigungsring 2 ohne
weiteres möglich
ist, da die Rasthaken 6 aus den Rastlaschen 7 mit
einem geeigneten Werkzeug leicht gelöst werden können und die Führungslaschentasche 11 des
Sensorkopfes 1 leicht von der Führungslasche 10 abgezogen werden
kann.
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7 zeigt
den Sensorkopf 1 ohne den Befestigungsring 2.
Gut zu erkennen sind die Rasthaken 6 und die Führungslaschentasche 11.
Auch hier wird das Kabel 3 durch einen Abknickschutz 12,
der am Sensorkopf 1 ausgebildet ist, geschützt.
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8 zeigt
eine Draufsicht auf den Sensorkopf 1 und den Befestigungsring 2.
Das Kabel 3 führt wie
schon in den vorherigen Figuren in den Sensorkopf 1 und
ist mit dem Abknickschutz 12 vor Beschädigungen geschützt. Weiterhin
sind die Befestigungselemente 5 zu erkennen, die hier aus
dem Rasthaken 6 und der Rastlasche 7 bestehen,
wobei der Rasthaken 6 am Sensorkopf 1 ausgebildet
ist und die Rastlasche 7 am Befestigungsring 2 ausgebildet
ist. Der Rasthaken 6 greift in die Rastlasche 7 ein.
Darüber hinaus
ist am Sensorkopf 1 die Führungslaschentasche 11 zu
erkennen, die über
die Führungslasche 10 die
am Befestigungsring 2 ausgebildet ist, geführt ist.
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Ein
Schnitt nach der Linie A-A aus der 8 wird in
der 9 dargestellt. Diese seitliche Ansicht zeigt wiederum den
Befestigungsring 2 mit dem Sensorkopf 1. Im Sensorkopf 1 ist
der eigentliche Sensor 8 zu erkennen, der über eine
elektrische Anbindung, die z. B. als Lead-Frame ausgebildet sein
kann, mit dem Kabel 3 verbunden ist. Das Kabel 3 führt in den Sensorkopf 1 und
ist mit einem Abknickschutz 12 geschützt. Die am Befestigungsring 2,
z. B. als metallisches Bauteil ausgebildete Führungslasche 10 wird von
der Führungslaschentasche 11,
die an den aus einem Kunststoff bestehenden Sensorkopf 1 angespritzt
sein kann, umgeben. Die Führungslasche 10 kann
z. B. direkt aus dem Material des Befestigungsrings 2 ausgestanzt
und entsprechend gebogen sein. Es ist auch denkbar, dass die Führungslasche 10 an den
Befestigungsring angeschweißt
oder angeklebt ist.
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10 zeigt
den Sensorkopf 1 in einer Schnittansicht entsprechend der
Linie B-B aus der 9. Auch hier ist der Sensorkopf 1 mit
dem Befestigungsring 2 mittels der Befestigungselemente 5 verbunden.
Die Befestigungselemente 5 bestehen aus dem Rasthaken 6,
der z. B. direkt am Sensorkopf 1 angespritzt sein kann
und der Rastlasche 7 die am Befestigungsring 2 ausgebildet
ist. Der Rasthaken 6 greift in die Rastlasche 7,
womit eine sichere Befestigung des Sensorkopfes 1 am Befestigungsring 2 gewährleistet
ist. Die präzise
Positionierung des Sensorkopfes am Befestigungsring wird durch die
Führungslasche 10 die
am Befestigungsring 2 ausgebildet ist und die am Sensorkopf 1 ausgebildete
Führungslaschentasche 11 gewährleistet.
Hierzu greift bei der Montage des Sensorkopfes 1 am Befestigungsring 2 die
Führungslaschentasche 11 über die Führungslasche
und der Sensorkopf 1 wird entlang der Führungslasche 10 gegen
den Befestigungsring 2 gedrückt, wobei der Rasthaken 6 in
die Rastlasche 7 einrastet. Auch die Führungslasche 10 kann
so ausgebildet sein, dass sie in einer Endposition in die Führungslaschentasche 11 einrastet.
Dar über
hinaus ist es denkbar, dass die Führungslaschentasche 11 in die
entsprechend ausgebildete Führungslasche 10 einrastet.
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Auch
die Demontage des Sensorkopfes 1 vom Befestigungsring gestaltet
sich sehr einfach, in dem der Rasthaken 6 mit einem geeigneten
Werkzeug von der Rastlasche 7 gelöst wird und der Sensorkopf 1 mit
seiner Führungslaschentasche 11 von der
Führungslasche 10 heruntergezogen
wird. Der hier beschriebene Aufbau bringt immense Vorteile bei der
Montage des Sensorkopfes am Befestigungsring und der Demontage des
Sensorkopfes 1 vom Befestigungsring 2, z. B. im
Fall eines defekten Sensors 8.
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Das
Ablösen
des Sensorkopfes 1 vom Befestigungsring 2 kann
durch ein Hinterfassen der flexiblen Rastlaschen 7 mit
einem geeigneten Werkzeug erfolgen. Je nach Anwendung kann entweder die
Rastlasche 7 oder der Rasthaken 6 aus flexiblem Material
z. B. Kunststoff aufgebaut sein, während das jeweilige Gegenstück aus einem
steiferen Material, z. B. einem Metall, bestehen sollte. Bei einer
Verrastung der Führungslasche 10 mit
der Führungslaschentasche 11 gilt
das Entsprechende.