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Gegenstand
der Erfindung ist eine Befestigungs- und Justiervorrichtung für Sensoren
und Messfühler
gemäss
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Um
Sensoren und Messfühler
an geeigneter Stelle auf einer Maschine, einer Versuchsanordnung und
dergleichen befestigen und zudem exakt justieren bzw. ausrichten
zu können,
wird eine Halterung benötigt,
die nicht nur eine einzige Befestigungsstellung zulässt, sondern
vorzugsweise in allen Richtungen ein- und verstellbar ist.
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Aus
der DE-U1 200 19 722 ist eine solche Befestigungsvorrichtung bekannt.
Sie umfasst eine Sensorhalterung und ein Anschlusselement zur Befestigung
der Sensorhalterung an einem Gegenstand. Dazu wird vorgeschlagen,
an der Sensorhalterung, welche eine Platte zur Befestigung des Sensors umfasst,
fest eine Kugel anzuordnen, welche im Anschlusselement schwenkbar
gehalten ist. Das Anschlusselement umfasst eine kreisrunde Öffnung zur Aufnahme
der Kugel und eine Spannschraube zum Klemmen der Kugel durch Zusammendrücken der kreisrunden Öffnung.
Die Spannschraube dient zugleich zum Befestigen des Anschlusselements
an einem Gegenstand, z.B. am Gestell eines Apparates. Diese bekannte
Befestigungsvorrichtung kann somit einen Sensor oder Messfühler an
einer dafür
vorgesehenen, mit einer Gewindebohrung versehenen Stelle am Gegenstand
festhalten. Am Gegenstand muss dazu immer eine mit der Spannschraube übereinstimmende
Gewindebohrung vorgesehen sein. Eine andere Befestigungsmöglichkeit,
z.B. an einem Stativ, wie es bei Versuchsanordnungen häufig Verwendung
findet, oder an einer Profilschiene mit Nut, wie sie ebenfalls bei
Versuchsanordnungen benutzt wird, ist nicht möglich. Weiter nachteilig erweist
sich der eingeschränkte
Einstellbereich. Dieser Nachteil bewirkt, dass diese bekannte Vorrichtung
nicht universell einsetzbar ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer Befestigungs-
und Justiervorrichtung für
Sensoren und Messfühler,
welche mit Stativstangen, Profilschienen und dergleichen verbunden
werden kann und einen gegenüber
der bekannten Vorrichtung grösseren
Einstellbereich aufweist.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Befestigungs- und Justiervorrichtung gemäss den Merkmalen
des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den abhängigen
Ansprüchen
umschrieben.
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Es
gelingt auf einfache und kostengünstige Weise,
mit der erfindungsgemässen
Befestigungs- und Justiervorrichtung einen Sensor oder Messfühler sowohl
an Stangen, Platten und kugelförmigen
Teilen zu befestigen und zu justieren. Die Schlitze in den Backen
erlauben es, den Kugelbolzen über
einen Schwenkbereich von 180° zu
bewegen.
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Anhand
zweier illustrierter Ausführungsbeispiele
wird die Erfindung näher
erläutert.
Es zeigen
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1 eine
Explosionsdarstellung der Befestigungsvorrichtung und einen Kugelkopfbolzen,
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2 eine
Aufsicht auf die Befestigungsvorrichtung, 3 eine Ansicht
der Befestigungsvorrichtung von vorne, befestigt am Kugelkopfbolzen,
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4 eine
Ansicht der Befestigungsvorrichtung von der Seite, befestigt am
Kugelkopfbolzen
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5 eine
perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung von oben, 6 eine
perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung von unten,
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7 eine
perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung festgeklemmt
an einer Stativstange und mit einer Aufnahmeplatte,
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8 eine
Seitenansicht der Befestigungsvorrichtung gemäss 7,
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9 eine
Explosionsdarstellung der Befestigungsvorrichtung, des Kugelbolzens,
der Aufnahmeplatte und eines Sensors und
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10 eine
perspektivische Darstellung der in 9 dargestellten
Teile zusammengefügt,
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11 eine
perspektivische Darstellung der Vorrichtung mit einem darauf befestigten
Sensor und mit einer Profilschiene,
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12 eine
perspektivische Darstellung der Vorrichtung mit einem Nutenstein
und einer Verdrehsicherung,
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13 ein
Vertikalschnitt durch die Vorrichtung in 12.
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In 1 ist
die Befestigungsvorrichtung 1, umfassend zwei vorzugsweise
identisch ausgebildete Klemmbacken, kurz Backen 3 genannt,
eine Spannschraube 5 und die dazu passende Mutter 7 sichtbar.
Zusätzlich
ist ein Kugelbolzen 9 mit einem Gewindeabschnitt 11,
einem Anschlagflansch 13 und einem Kugelkopf 15 dargestellt.
Der Kugelbolzen 9 ist ein billiges Normteil. Am Anschlagflansch 13 können zwei
Flachstellen 14 angebracht sein, welche eine Verdrehung
in einer Nut einer Profilschiene 16 verhindern. Die beiden identisch
ausgebildeten Backen 3 sind trapezförmig ausgebildet. Vorzugsweise werden
die Backen 3 aus Edelstahl im Feingussverfahren hergestellt.
In jeweils einer der konisch verlaufenden Seitenflächen 17 ist
eine kreisabschnittförmige
Ausnehmung 19 eingelassen, deren Bogenradius etwa dem Radius
des Kugelkopfs 5 entspricht. Die kreisabschnittförmige Ausnehmung 19 ist
durch einen parallel zu den Oberflächen der Backen 3 verlaufenden
Einschnitt 21 in zwei schmale Abschnitte 19a und 19b unterteilt
(vgl. 9). Der Einschnitt 21 erstreckt sich über die
gesamte Breite der Backe 3 an ihrer kürzeren Basis 22. Die
Breite des Einschnitts 21 ist etwas grösser als der Durchmesser d
des Kugelhalses 23 zwischen dem Kugelkopf 15 und
dem Anschlagflansch 13. Auf der gleichen Seitenfläche 17 wie
die Ausnehmung 19 ist an der Backe 3 eine Nut 25 und
daneben eine Rippe 27 ausgebildet. Beim Zusammenfügen zweier
Backen 3 greift die Rippe 27 der ersten Backe 3 in
die Nut 25 der zweiten Backe ein und umgekehrt. Durch diese
Verzahnung sind die beiden Backen 3 gegen seitliche, d.h.
vertikal zu deren Seitenflächen
verlaufende Verschiebung gesichert. Die Verzahnung erlaubt es hingegen,
dass durch die Spannschraube 5, welche mit Spiel durch eine
parallel zur Basis 29 verlaufende Bohrung 30 geführt ist,
die Backen 3 gegeneinander verschwenkbar sind. Die Schwenkachse
liegt im Bereich der Nut 25 und der Rippe 27.
Durch die Verschwenkbarkeit um die beiden Rippen 27 kann
der Kugelkopf 15 mit dem Backen 3 in den kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 19 festgeklemmt
werden. Weiter ist an der der ersten Seitenfläche 17 gegenüberliegenden zweiten
Seitenfläche 31 der
Backe 3 eine zur Seitenfläche 31 offene Ausnehmung 33 angebracht.
Die Ausnehmung 33 erfährt
in einem Abstand zur Basisfläche 29 beidseitig
der Ausnehmung 33 Erweiterungen 35 in Gestalt
von Schlitzen 35, die parallel zur Basisfläche 29 verlaufen.
Die Ausnehmung 33 mit dem darunter liegenden Schlitzen 35 dient
dazu, eine Aufnahmeplatte 37 auf der Basis 29 mit
einer Schraube 39 befestigen zu können. In die Schlitze 35 wird eine
zur Schraube 39 passende Mutter 41 seitlich eingeschoben
(vgl. 7 und 8). Sie ist dort gegen Verdrehung
gesichert. Weiter ist an der Backe 3 eine Bohrung 43 angebracht,
welche die Befestigung der Aufnahmeplatte 37 an deren Vorder-
oder Rückseite
ermöglicht.
Die Grösse
und Ausbildung der Aufnahmeplatte 37 ist an die Art des
zu befestigenden Sensors 51 angepasst. In den 7 und 8 ist diese
Befestigungsart der Aufnahmeplatte 37 in strichpunktierten
Linien dargestellt. Die Befestigung der Aufnahmeplatte 37 erfolgt
mit einer Schraube 39 und einer Mutter 41 (vgl.
auch 9 und 10) oder mit einem Popniet (keine
Abb.).
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In
den 7 und 8 sind die durch die Spannschraube 5 und
die Mutter 7 zusammengefügten Backen 3 an einer
Stange, z.B. einer Stativstange 45 befestigt. Dabei umgreifen
die beiden Backen 3 im Bereich der kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 19 die
Stange 45, deren Durchmesser in einem gewissen Umfang variieren
kann.
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In
der Aufnahmeplatte 37 können
beispielsweise, wie in 7 dargestellt, bogenförmige Schlitze 47 angebracht
sein. Durch die Schlitze 47 können Befestigungsstifte 49 hindurchgeführt und
mit diesen ein Sensor oder Messfühler
an der Aufnahmeplatte 37 befestigt werden. Die Befestigungsstifte 49 werden
durch entsprechende Muttern 53 gehalten (9 und 10).
Die Schlitze 47 ermöglichen
es, den Sensor 51 um einen fiktiven Drehpunkt auf der Aufnahmeplatte 37 zu
schwenken und zu justieren.
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Nachfolgend
werden der Einsatzbereich und die Einstellungsmöglichkeiten der Befestigungs-
und Justiervorrichtung 1 kurz erläutert. Aus den 1, 3 bis 6 ist
ersichtlich, dass die Befestigungsvorrichtung 1, wenn sie
auf einen Kugelbolzen 9 aufgesetzt wird, um die Achse A
des Gewindeabschnitts 11 des Kugelbolzens 9 drehbar
und auf dem Kugelbolzen 9 selbst fast beliebig, nämlich in
einem Winkel von 180° schwenkbar
ist. In jeder Schwenk- und Drehstellung lässt sich die Befestigungsvorrichtung 1 durch
die Spannschraube 5 fixieren. Der Sensor 51 kann,
je nach Anwendung, seitlich direkt an die Backen 3 oder
auf der Basis 29 befestigt werden (keine Abbildung). Die
Befestigung des Kugelbolzens 9 erfolgt mit seinem Gewindeabschnitt 11 auf
einem beliebigen Gegenstand wie einem Maschinengehäuse oder
-gestell, einer Wand oder am Boden etc. in einer entsprechenden
Gewindebohrung oder mit einem Nutenstein 53 an einer Profilschiene 16 (11).
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Soll
der Sensor 1 an einer Stativstange 45 oder einem
Rohr befestigt werden, so wird an die Backen 3 eine Aufnahmeplatte 37 angeschraubt.
Diese Platte 37 kann wiederum an der Basisfläche 29 oder an
einer der Seitenflächen
mit Schrauben 39 befestigt werden. Der Sensor 51 wird
danach mit Befestigungsstiften 49 auf der Aufnahmeplatte 37 vorläufig fixiert.
Die Einstellung und Justierung des Sensors 51 kann danach
durch Schwenken der Befestigungsvorrichtung 1 um die Achse B der
Stativstange B und Verschieben in den Schlitzen 47 auf
der Aufnahmeplatte erfolgen. Die eingestellte Position des Messfühlers 1 wird
durch Festziehen der Befestigungsstifte 49 und der Spannschraube 5 festgelegt.
Die einmal eingestellte Position des Sensors 51 kann jederzeit
durch Lösen
der entsprechenden Fixierelemente geändert werden.