DE102019211868A1 - Anchor device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Messvorrichtung für eine Befestigungsvorrichtung, mit einem Grundkörper, mit einer Sensoreinheit, die dazu ausgebildet ist, zumindest eine Befestigungsgröße zu erfassen, mit einer Schnittstelle, die mit der Sensoreinheit verbunden und dazu ausgebildet ist, einer externen Auslesevorrichtung die zumindest eine Befestigungsgröße bereitzustellen, wobei die Sensoreinheit ein Anregungselement zur mechanischen und/oder elektrischen Anregung der Befestigungsvorrichtung und ein Sensorelement aufweist, wobei das Sensorelement dazu ausgebildet ist, eine Befestigungsgröße in Abhängigkeit der Antwort auf die Anregung zu erfassen.The invention further relates to a measuring device for a fastening device, with a base body, with a sensor unit which is designed to detect at least one fastening variable, with an interface which is connected to the sensor unit and is designed to provide the at least one fastening variable to an external readout device provide, wherein the sensor unit has an excitation element for mechanical and / or electrical excitation of the fastening device and a sensor element, wherein the sensor element is designed to detect a fastening variable as a function of the response to the excitation.
Description
Stand der TechnikState of the art
In der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Messvorrichtung für eine Befestigungsvorrichtung, mit einem Grundkörper, mit einer Sensoreinheit, die dazu ausgebildet ist, zumindest eine Befestigungsgröße zu erfassen, mit einer Schnittstelle, die mit der Sensoreinheit verbunden und dazu ausgebildet ist, einer externen Auslesevorrichtung die zumindest eine Befestigungsgröße bereitzustellen. Es wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelle elektrisch verbindbar mit einer drahtlosen Kommunikationseinheit oder direkt verbindbar mit der externen Auslesevorrichtung ist. Auf diese Weise kann eine einfache und kostengünstige Messvorrichtung bereitgestellt werden, die mit einer teuren Elektronik und/oder Kommunikation nachrüstbar ist. Vorteilhaft kann dadurch eine besonders kostengünstige Messvorrichtung realisiert werden, über die der Zustand einer Befestigungsvorrichtung überwacht werden kann.The invention relates in particular to a measuring device for a fastening device, with a base body, with a sensor unit that is designed to detect at least one fastening variable, with an interface that is connected to the sensor unit and is designed to provide an external readout device with the at least one fastening variable provide. It is proposed that the interface be electrically connectable to a wireless communication unit or directly connectable to the external readout device. In this way, a simple and inexpensive measuring device can be provided which can be retrofitted with expensive electronics and / or communication. In this way, a particularly inexpensive measuring device can advantageously be implemented, via which the state of a fastening device can be monitored.
Bei der Befestigungsvorrichtung handelt es sich dabei insbesondere um eine Befestigung, die im Bauwesen verwendet wird, wie beispielsweise einem Anker, einem Dübel oder einer Schraube. Unter einem Anker soll insbesondere ein Bauteil oder eine Anordnung von Bauteilen zur zugsicheren Verbindung bzw. Verankerung von Bauteilen verstanden werden. Der Anker besteht vorzugsweise aus einem zugfesten Material, bevorzugt aus einem Metall. Der Anker ist in einem Bohrloch befestigbar ausgebildet. The fastening device is in particular a fastening that is used in construction, such as an anchor, a dowel or a screw. An anchor is to be understood in particular as a component or an arrangement of components for the secure connection or anchoring of components. The anchor is preferably made of a tensile strength material, preferably a metal. The anchor is designed to be fastened in a borehole.
Der Anker ist insbesondere kraft- und/oder formschlüssig mit dem Werkstoff, in welchem das Bohrloch angeordnet ist, verbindbar ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass der Anker stoffschlüssig verbindbar mit dem Werkstoff, in welchem das Bohrloch angeordnet ist, ausgebildet ist. Das Bohrloch ist insbesondere als ein im Wesentlichen zylindrisches Bohrloch ausgebildet.In particular, the anchor is designed such that it can be connected to the material in which the borehole is arranged in a force-fitting and / or form-fitting manner. Alternatively, it is also conceivable that the anchor is designed such that it can be connected in a materially bonded manner to the material in which the borehole is arranged. The borehole is designed, in particular, as a substantially cylindrical borehole.
Der Grundkörper der Messvorrichtung kann aus einem Kunststoff, einem keramischen Werkstoff und/oder einem Metall ausgebildet sein. Der Grundkörper kann beispielsweise als eine zumindest teilweise oder partiell ringförmige Scheibe, als eine Leiterplatte, als eine Mutter oder als eine Unterlegscheibe ausgebildet sein. Insbesondere ist der Grundkörper derart ausgebildet, dass der Grundkörper im befestigten Zustand in einem Kraftpfad der Befestigungsvorrichtung angeordnet ist. Der Grundkörper kann dabei teilweise oder vollständig im Kraftpfad der Befestigungsvorrichtung angeordnet sein. Unter dem Kraftpfad der Befestigungsvorrichtung soll dabei insbesondere der Bereich verstanden werden, in welchem im befestigten Zustand eine Kraft ausgehend von der Befestigungsvorrichtung wirkt. Vorzugsweise besteht der Grundkörper aus einem Verbundwerkstoff.The main body of the measuring device can be formed from a plastic, a ceramic material and / or a metal. The base body can be designed, for example, as an at least partially or partially annular disk, as a printed circuit board, as a nut or as a washer. In particular, the base body is designed such that the base body is arranged in a force path of the fastening device in the fastened state. The base body can be arranged partially or completely in the force path of the fastening device. The force path of the fastening device is to be understood in particular as the area in which, in the fastened state, a force from the fastening device acts. The base body preferably consists of a composite material.
Die Sensoreinheit kann zur Erfassung der Befestigungsgrößen einen oder mehrere Sensorelemente aufweisen. Die Sensorelemente können als passive Sensorelemente oder aktive Sensorelemente ausgebildet sein.The sensor unit can have one or more sensor elements for detecting the fastening parameters. The sensor elements can be designed as passive sensor elements or active sensor elements.
Unter einem aktiven Sensorelement soll dabei insbesondere ein Sensor verstanden werden, der derart ausgebildet ist, das ein elektrisches Signal ohne elektrische Energie von außen erzeugbar ist. Das aktive Sensorelement kann beispielsweise als ein Thermoelement, als ein Lichtsensor, als eine photovoltaische Zelle oder als ein Drucksensor, insbesondere als ein piezoelektrischer Drucksensor, ausgebildet sein. Das aktive Sensorelement kann beispielsweise als ein piezoelektrisches oder ein elektrodynamisches Sensorelement ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich ist das aktive Sensorelement zur Erzeugung einer mechanischen oder elektromagnetischen Anregung ausgebildet, wobei eine Antwort auf diese Anregung durch das aktive Sensorelement in ein elektrisches Signal umwandelbar ist. Im Gegensatz zu dem passiven Sensorelement benötigt das aktive Sensorelement elektrische Energie von außen zur Erzeugung der Anregung. Das aktive Sensorelement kann beispielsweise als eine piezoelektrische Schicht, ein Schallgeber, ein Vibrationselement oder auch ein elektronischer Schwingkreis ausgeführt sein.An active sensor element is to be understood in particular as a sensor which is designed in such a way that an electrical signal can be generated from the outside without electrical energy. The active sensor element can be designed, for example, as a thermocouple, as a light sensor, as a photovoltaic cell or as a pressure sensor, in particular as a piezoelectric pressure sensor. The active sensor element can for example be designed as a piezoelectric or an electrodynamic sensor element. Alternatively or additionally, the active sensor element is designed to generate a mechanical or electromagnetic excitation, a response to this excitation being able to be converted into an electrical signal by the active sensor element. In contrast to the passive sensor element, the active sensor element requires external electrical energy to generate the excitation. The active sensor element can be designed, for example, as a piezoelectric layer, a sound generator, a vibration element or also an electronic oscillating circuit.
Unter einem passiven Sensor soll insbesondere ein Sensor verstanden werden, dessen Parameter durch die Messgröße verändert wird. Vorzugsweise ist der passive Sensor derart ausgebildet, dass der Parameter durch die Messgröße unabhängig von einer angelegten Spannung bzw. Energieversorgung veränderbar ist. Die Umwandlung in ein elektrisches Signal erfolgt vorzugsweise sobald elektrische Energie zur Verfügung steht. Insbesondere kann eine Elektronik diesen Parameter in ein elektrisches Signal umwandeln. Der passive Sensor kann beispielsweise als ein induktives, kapazitives, resistives und optisches Sensorelement, oder als ein Druck-, Kraft-, Inertial-, Licht-, Feuchte-, Temperatur- oder Magnetfeldsensor, als ein Thermoelement oder als ein Mikrofon ausgebildet sein.A passive sensor is to be understood in particular as a sensor whose parameters are changed by the measured variable. The passive sensor is preferably designed in such a way that the parameter can be changed by the measured variable independently of an applied voltage or energy supply. The conversion into an electrical signal takes place preferably as soon as electrical energy is available. In particular, electronics can convert this parameter into an electrical signal. The passive sensor can be designed, for example, as an inductive, capacitive, resistive and optical sensor element, or as a pressure, force, inertial, light, humidity, temperature or magnetic field sensor, as a thermocouple or as a microphone.
Die Elektronik kann beispielsweise einen ASIC, einen IC bzw. integrierten Schaltkreis oder einen Mikroprozessor umfassen. Des Weiteren kann die Sensoreinheit bzw. die Elektronik eine Speichereinheit umfassen. In der Speichereinheit kann die Befestigungsgröße zumindest zeitweise gespeichert. Des Weiteren kann in der Speichereinheit eine Identifikationsinformation digital gespeichert sein, über die die Befestigungsvorrichtung identifizierbar ist. Die Identifikationsinformation kann beispielsweise eine Typ-, Modell-, Herstellerangaben und/oder eine eindeutige Identifizierung umfassen.The electronics can include, for example, an ASIC, an IC or integrated circuit or a microprocessor. Furthermore, the sensor unit or the electronics can comprise a memory unit. In the storage unit, the Fixing size saved at least temporarily. Furthermore, identification information can be stored digitally in the memory unit, via which the fastening device can be identified. The identification information can include, for example, type, model, manufacturer information and / or a unique identification.
Bei den Befestigungsgrößen handelt es sich insbesondere um physikalische Größen, über die der Zustand der Befestigung der Befestigungsvorrichtung, der Zustand der Befestigungsvorrichtung und/oder der Zustand des Werkstoffs, in welchem die Befestigungsvorrichtung angebracht ist, charakterisierbar ist. Die Befestigungsgröße kann beispielsweise als eine Kraft ausgebildet sein, mit der die Befestigungsvorrichtung angebracht ist, bei einem Anker beispielsweise die Druckkraft auf eine Mutter. Alternativ oder zusätzlich kann die Befestigungsgröße auch als eine Orientierung der Befestigungsvorrichtung ausgebildet sein, beispielsweise eine Verkippung der Mutter. Auch ist es denkbar, dass die Befestigungsgröße als eine Information bezüglich der Feuchtigkeit und/oder Korrosion im Bereich der Befestigungsvorrichtung oder einer Temperatur ausgebildet ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Befestigungsgröße als eine Information bezüglich des Zustand des Umfelds der Befestigungsvorrichtung ausgebildet ist. The fastening variables are, in particular, physical variables by means of which the state of the fastening of the fastening device, the state of the fastening device and / or the state of the material in which the fastening device is attached can be characterized. The fastening variable can be designed, for example, as a force with which the fastening device is attached, for example the compressive force on a nut in the case of an anchor. Alternatively or additionally, the fastening size can also be designed as an orientation of the fastening device, for example a tilting of the nut. It is also conceivable that the fastening size is embodied as information relating to moisture and / or corrosion in the area of the fastening device or a temperature. It is also conceivable that the fastening size is designed as information relating to the state of the surroundings of the fastening device.
Die Schnittstelle kann als eine drahtlose Schnittstelle oder als eine Kontaktschnittstelle ausgebildet sein. Unter einer drahtlosen Schnittstelle soll dabei insbesondere eine Schnittstelle verstanden werden, über die die Befestigungsgröße und/oder die Identifikationsinformation drahtlos übertragbar ist. Die Schnittstelle kann dabei derart ausgebildet sein, dass die Daten über beispielsweise Bluetooth, LoRaWAN, WLAN, ZigBee, NFC, Wibree oder WiMAX übertragbar sind. Im mit der drahtlosen Kommunikationseinheit verbundenen Zustand ist die Schnittstelle als eine drahtlose Schnittstelle ausgebildet. Unter einer Kontaktschnittstelle soll dabei insbesondere eine Schnittstelle verstanden werden, über die über einen direkten Kontakt mit der externen Auslesevorrichtung Daten austauschbar sind. Die Schnittstelle, insbesondere die Kontaktschnittstelle, umfasst vorzugsweise ein Kontaktelement, das zur Übertragung von Daten mittels eines elektrischen Leiters oder eines Lichtschwingungsleiters ausgebildet ist. Die drahtlose Kommunikationseinheit ist vorzugsweise verbindbar mit dem Kontaktelement der Schnittstelle ausgebildet. Vorteilhaft kann über die Verbindung der drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Schnittstelle eine als Kontaktschnittstelle ausgebildete Schnittstelle in eine drahtlose Schnittstelle umgewandelt werden. Die drahtlose Kommunikationseinheit kann beispielsweise als ein RFID-Tag oder ein SAW-Tag ausgebildet sein.The interface can be designed as a wireless interface or as a contact interface. A wireless interface should be understood to mean, in particular, an interface via which the attachment size and / or the identification information can be transmitted wirelessly. The interface can be designed in such a way that the data can be transmitted via, for example, Bluetooth, LoRaWAN, WLAN, ZigBee, NFC, Wibree or WiMAX. In the state connected to the wireless communication unit, the interface is designed as a wireless interface. A contact interface is to be understood in particular as an interface via which data can be exchanged via direct contact with the external readout device. The interface, in particular the contact interface, preferably comprises a contact element which is designed to transmit data by means of an electrical conductor or a light oscillation conductor. The wireless communication unit is preferably designed to be connectable to the contact element of the interface. Advantageously, an interface designed as a contact interface can be converted into a wireless interface via the connection of the wireless communication unit to the interface. The wireless communication unit can be designed, for example, as an RFID tag or a SAW tag.
Die externe Auslesevorrichtung weist eine Kommunikationsschnittstelle auf, über die ein von der Schnittstelle bereitgestelltes Signal empfangbar ist und kann beispielsweise als eine Bluetooth, LoRaWAN, WLAN, ZigBee, NFC, Wibree oder WiMAX Kommunikationsschnittstelle ausgebildet sein. Die externe Auslesevorrichtung kann beispielsweise als eine insbesondere akkubetriebene externe Auslesevorrichtung ausgebildet sein. Die externe Vorrichtung kann beispielhaft als eine Handwerkzeugmaschine, die insbesondere zur Erzeugung des Bohrlochs oder zur Befestigung der Befestigungsvorrichtung, wie beispielsweise einem Anker, vorgesehen ist, ausgebildet sein. Die Handwerkzeugmaschine kann beispielhaft als eine Bohrmaschine, als eine Schlagbohrmaschine, als ein Bohrhammer, als ein Schrauber, als ein Drehschlagschrauber oder dergleichen ausgebildet sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass die externe Auslesevorrichtung als ein eigens zum Auslesen der Befestigungsvorrichtung bzw. der Schnittstelle vorgesehenes Gerät ausgebildet ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass die externe Auslesevorrichtung als ein Smartphone, ein Tablet oder ein mobiler Rechner, wie beispielsweise ein Laptop, ausgebildet ist. Alternativ ist ebenso denkbar, dass die externe Auslesevorrichtung als eine autonome Vorrichtung ausgebildet ist, die die Messvorrichtung autonom ansteuert und ausliest, beispielsweise ein Roboter oder eine Drohne. Alternativ ist denkbar, dass die externe Auslesevorrichtung als eine stationäre Einheit ausgebildet ist, die im Bereich zumindest einer Befestigungsvorrichtung, vorzugsweise in einem Bereich mit mehreren Befestigungsvorrichtungen installiert ist. Über die als stationäre Einheit ausgebildete externe Auslesevorrichtung können vorteilhaft mehrere Befestigungsvorrichtungen periodisch mittels der Schnittstelle überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Verankerung sicher ist.The external readout device has a communication interface via which a signal provided by the interface can be received and can be designed, for example, as a Bluetooth, LoRaWAN, WLAN, ZigBee, NFC, Wibree or WiMAX communication interface. The external read-out device can be designed, for example, as an external read-out device that is particularly battery-operated. The external device can, for example, be designed as a hand-held power tool, which is provided in particular to produce the borehole or to fasten the fastening device, such as an anchor. The hand-held power tool can be designed, for example, as a drill, an impact drill, a hammer drill, a screwdriver, an impact driver or the like. It is also conceivable that the external readout device is designed as a device specifically provided for reading out the fastening device or the interface. It is also conceivable that the external readout device is designed as a smartphone, a tablet or a mobile computer such as a laptop. Alternatively, it is also conceivable that the external read-out device is designed as an autonomous device which autonomously controls and reads out the measuring device, for example a robot or a drone. Alternatively, it is conceivable that the external readout device is designed as a stationary unit that is installed in the area of at least one fastening device, preferably in an area with several fastening devices. Several fastening devices can advantageously be checked periodically by means of the interface via the external reading device, which is designed as a stationary unit, in order to ensure that the anchoring is secure.
Die über die Schnittstelle bereitgestellten Informationen können beim und/oder nach dem Setzen der Befestigungsvorrichtung überwacht und ausgewertet werden, um diese in einer Infrastruktur zu speichern oder in das Speicherelement zu schreiben. Beispielsweise kann beim Setzen einer Befestigungsvorrichtung in Form eines Ankers mit einer Messvorrichtung dieser Prozess insbesondere über eine als eine Handwerkzeugmaschine ausgebildete externe Vorrichtung überwacht werden. Alternativ kann die Überwachung bzw. das Auslesen und Auswerten auch in einem Abstand von einigen Metern mittels einer mobilen externen Auslesevorrichtung erfolgen. Es ist beispielsweise denkbar, dass das Speicherelement als RFID-Element ausgebildet und dazu vorgesehen ist, von nahe der Befestigungsvorrichtung platzierten Werkzeugen oder Handwerkzeugmaschinen modifiziert und/oder beschrieben zu werden. Die Speicherung erfolgt dabei beispielsweise über eine physikalische Modifizierung eines Widerstands oder einer Kapazität, die durch die Schnittstelle wiederum auslesbar ist. Die über die Schnittstelle bereitgestellten Informationen können auch zu einem späteren Zeitpunkt abgerufen werden.The information provided via the interface can be monitored and evaluated during and / or after the fastening device is set in order to store it in an infrastructure or to write it to the memory element. For example, when setting a fastening device in the form of an anchor with a measuring device, this process can be monitored, in particular via an external device designed as a handheld power tool. Alternatively, the monitoring or the reading out and evaluation can also take place at a distance of a few meters by means of a mobile external reading device. It is conceivable, for example, that the memory element is designed as an RFID element and is intended to be modified and / or written to by tools or handheld power tools placed near the fastening device. The storage takes place, for example, via a physical modification of a resistor or a capacitance, which in turn is made by the interface is readable. The information provided via the interface can also be called up at a later point in time.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die die Sensoreinheit ein Übertragungselement aufweist, das dazu ausgebildet ist, eine physikalische Eingangsgröße in eine physikalische Ausgangsgröße zu wandeln, wobei die Befestigungsgröße basierend auf der physikalischen Ausgangsgröße von dem Sensorelement erfasst wird. Vorteilhaft kann durch das Übertragungselement die Erfassung der Befestigungsgrößer erleichtert oder überhaupt erst ermöglich werden. Bei der physikalischen Eingangsgröße kann es sich beispielsweise um eine Kraft handelt, die auf die Messvorrichtung wirkt. Es ist ebenso denkbar, dass es sich bei der physikalischen Eingangsgröße um eine Temperatur, einen Druck oder eine Feuchtigkeit im Bereich der Messvorrichtung handelt. Abhängig von dem Übertragungselement sind unterschiedliche Ausgangsgrößen denkbar, wie beispielsweise eine Kraft, eine optische Größe, eine elektrische Größe, eine magnetische Größe, etc. Das Übertragungselement kann auch einstückig mit dem Sensorelement ausgebildet sein, sodass das Übertragungselement zusätzlich zur Erfassung der Messgröße ausgebildet ist.It is further proposed that the sensor unit has a transmission element which is designed to convert a physical input variable into a physical output variable, the attachment variable being detected by the sensor element based on the physical output variable. The transmission element can advantageously make it easier or even make it possible to detect the size of the fastening. The physical input variable can, for example, be a force that acts on the measuring device. It is also conceivable that the physical input variable is a temperature, a pressure or a humidity in the area of the measuring device. Depending on the transmission element, different output variables are conceivable, such as a force, an optical variable, an electrical variable, a magnetic variable, etc. The transmission element can also be designed in one piece with the sensor element, so that the transmission element is also designed to detect the measured variable.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Übertragungselement derart elastisch ausgebildet ist, dass über eine Verformung des Übertragungselements die Befestigungsgröße erfassbar ist. Vorteilhaft kann dadurch auf einfach Weise eine als Kraft ausgebildete physikalische Eingangsgröße durch das Übertragungselement umgewandelt werden, beispielhaft in eine Kraft, die in eine andere Richtung wirkt und/oder in eine Dicke oder Länge des Übertragungselements. Das Übertragungselement weist insbesondere ein Elastizitätsmodul von unter 10, vorzugsweise von unter 2, bevorzugt von unter 0,1, auf. Unter einem elastischen Übertragungselement soll insbesondere ein elastisch verformbares Übertragungselement verstanden werden, dass bei einer Krafteinwirkung seine Form verändert und unter Wegfall dieser Krafteinwirkung zu seiner Ursprungsform zurückkehrt. Alternativ oder zusätzlich kann das Übertragungselement auch plastisch verformbar ausgebildet sein, wobei die Schwelle für die Verformung vorteilhaft derart gewählt ist, dass eine ordnungsgemäße oder eine nicht ordnungsgemäße Befestigung der Befestigungsvorrichtung erfassbar bzw. anzeigbar ist.It is further proposed that the transmission element is designed to be elastic in such a way that the fastening size can be detected via a deformation of the transmission element. Advantageously, a physical input variable embodied as a force can be converted by the transmission element in a simple manner, for example into a force that acts in another direction and / or into a thickness or length of the transmission element. The transmission element has, in particular, a modulus of elasticity of less than 10, preferably less than 2, preferably less than 0.1. An elastic transmission element is to be understood in particular as an elastically deformable transmission element that changes its shape when a force is exerted and returns to its original shape when this force is no longer applied. As an alternative or in addition, the transmission element can also be designed to be plastically deformable, the threshold for the deformation advantageously being selected such that a proper or an improper fastening of the fastening device can be detected or displayed.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Übertragungselement derart ausgebildet ist, dass sich zumindest eine optische Eigenschaft des Übertragungselements in Abhängigkeit der physikalischen Eingangsgröße ändert. Vorteilhaft kann die optische Eigenschaft von der Sensoreinheit erfasst werden. Bei der optischen Eigenschaft kann es sich beispielsweise um die Transparenz, den Brechungsindex, das Reflexionsvermögen, die Farbe, etc. des Übertragungselements handeln.It is also proposed that the transmission element be designed in such a way that at least one optical property of the transmission element changes as a function of the physical input variable. The optical property can advantageously be detected by the sensor unit. The optical property can be, for example, the transparency, the refractive index, the reflectivity, the color, etc. of the transmission element.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Übertragungselement derart ausgebildet ist, dass sich zumindest eine magnetische Eigenschaft in Abhängigkeit der physikalischen Eingangsgröße ändert. Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass das Übertragungselement derart ausgebildet ist, dass sich zumindest eine elektrische Eigenschaft des Übertragungselements in Abhängigkeit der physikalischen Eingangsgröße ändert. Bei den magnetischen Eigenschaften kann es sich beispielsweise um eine Kopplungsgröße, eine magnetische Suszeptibilität, eine magnetische Permeabilität, eine resultierende Änderung des Magnetflusses bzw. des Flussübertrags, um eine induktive Dämpfungsgröße oder um ein geändertes Wirbelstromverhalten handeln. Bei den elektrischen Eigenschaften kann es sich beispielsweise um eine Kapazität eines Kondensators, insbesondere eine Kapazität eines Plattenkondensators, um eine dielektrische Permitivität, um eine elektrische Suszeptibilität oder um einen elektrischen Widerstand, insbesondere um einen Übergangswiderstand, handeln.It is further proposed that the transmission element is designed in such a way that at least one magnetic property changes as a function of the physical input variable. Alternatively or additionally, it is proposed that the transmission element be designed in such a way that at least one electrical property of the transmission element changes as a function of the physical input variable. The magnetic properties can be, for example, a coupling variable, a magnetic susceptibility, a magnetic permeability, a resulting change in the magnetic flux or the flux transfer, an inductive damping variable or a changed eddy current behavior. The electrical properties can be, for example, a capacitance of a capacitor, in particular a capacitance of a plate capacitor, a dielectric permittivity, an electrical susceptibility or an electrical resistance, in particular a contact resistance.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelle zumindest ein mechanisches Verbindungselement zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit der drahtlosen aufweist. Vorzugsweise ist die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung werkzeuglos lösbar ausgebildet. Vorteilhaft kann dadurch die Verbindung der Schnittstelle mit der drahtlosen Kommunikationseinheit gelöst werden, um eine andere Messvorrichtung mit der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle zu verbinden.It is further proposed that the interface has at least one mechanical connection element for a force-fitting and / or form-fitting connection with the wireless one. The force-fit and / or form-fit connection is preferably designed to be releasable without tools. The connection between the interface and the wireless communication unit can thereby advantageously be released in order to connect another measuring device to the wireless communication interface.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit und die Schnittstelle beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei das Sensorelement radial innenliegend und die Schnittstelle radial außenliegend angeordnet ist. Insbesondere ist die Sensoreinheit in einem Kraftpfad der Befestigungsvorrichtung und die Kommunikationseinheit außerhalb des Kraftpfads der Befestigungsvorrichtung angeordnet. Vorteilhaft kann dadurch die Belastung auf die Kommunikationseinheit reduziert werden. Unter radial innenliegend soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden, dass im mit der Befestigungsvorrichtung befestigten Zustand quer zur Verbindungsrichtung der Abstand der Sensoreinheit zu der Befestigungsvorrichtung geringer ist als der Abstand der Schnittstelle bzw. der drahtlosen Kommunikationseinheit. Die Schnittstelle kann auf einer Oberseite, einer Unterseite oder am Rand der Messvorrichtung angeordnet sein. Unter einer Oberseite der Messvorrichtung soll dabei insbesondere die Seite verstanden werden, die im befestigten Zustand von dem Werkstück, an dem die Befestigungsvorrichtung angebracht ist, abgewandt ist.It is also proposed that the sensor unit and the interface are arranged at a distance from one another, the sensor element being arranged radially on the inside and the interface being arranged radially on the outside. In particular, the sensor unit is arranged in a force path of the fastening device and the communication unit is arranged outside the force path of the fastening device. This can advantageously reduce the load on the communication unit. In this context, radially inward is to be understood in particular to mean that in the state fastened with the fastening device transversely to the connection direction, the distance between the sensor unit and the fastening device is less than the distance between the interface or the wireless communication unit. The interface can be arranged on a top side, a bottom side or on the edge of the measuring device. Under an upper side of the measuring device is to be understood in particular the side that is in the attached state of the Workpiece to which the fastening device is attached is turned away.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelle mit dem Sensorelement über ein elektrisches Verbindungselement verbunden ist. Das elektrische Verbindungselement kann beispielsweise als ein Draht, ein Kabel oder als eine Leiterbahn ausgebildet sein. Es ist ebenso denkbar, dass das Verbindungselement als eine Kontaktelektrode, eine Ringelektrode, ein Array bzw. eine Matrize von Kontakten oder eine Spule ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die Messvorrichtung eine Abschirmung auf, die dazu ausgebildet ist, das Sensorelement und/oder das Verbindungselement abzuschirmen. It is also proposed that the interface be connected to the sensor element via an electrical connection element. The electrical connection element can be designed, for example, as a wire, a cable or as a conductor track. It is also conceivable that the connecting element is designed as a contact electrode, a ring electrode, an array or a matrix of contacts or a coil. The measuring device preferably has a shield which is designed to shield the sensor element and / or the connecting element.
Die Abschirmung kann beispielsweise eine Schirmungsstruktur oder eine Masseneinfassung für Elektroden umfassen. Es ist auch denkbar, dass die Abschirmung zumindest einen Schirmring umfasst. Unter abschirmen soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine geeignete Abschirmung gegen elektrische und/oder magnetische Felder verstanden. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werden, dass die Erfassung von Befestigungsgrößen, die beispielsweise über eine Kapazität ermittelt werden, nicht oder kaum verfälscht werden.The shield can comprise, for example, a shield structure or a ground enclosure for electrodes. It is also conceivable that the shield comprises at least one shield ring. In this context, shielding is to be understood as meaning, in particular, suitable shielding against electrical and / or magnetic fields. In this way it can advantageously be ensured that the detection of fastening parameters, which are determined, for example, via a capacitance, are not or hardly falsified.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Messvorrichtung eine Referenzstruktur zum Abgleich mit Umweltparametern aufweist. Vorteilhaft kann dadurch die Genauigkeit der Erfassung der Befestigungsgröße erhöht werden. Die Referenzstruktur ist vorzugsweise außerhalb des Kraftpfads angeordnet.It is also proposed that the measuring device have a reference structure for comparison with environmental parameters. This can advantageously increase the accuracy of the detection of the fastening size. The reference structure is preferably arranged outside the force path.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Schnittstelle zumindest zwei Kontaktelemente aufweist, die jeweils dazu ausgebildet sind, zumindest eine Befestigungsgröße bereitzustellen. Vorteilhaft können dadurch mehrere Befestigungsgrößen der externen Auslesevorrichtung bereitgestellt werden. Die Kontaktelemente können dabei gleich ausgebildet sein, sind allerdings insbesondere elektrische nicht miteinander verbunden. Das Kontaktelement kann beispielsweise als eine Elektrode, als ein Stecker, als eine Buchse, als ein Kontaktpad oder dergleichen ausgebildet sein.It is also proposed that the interface has at least two contact elements, each of which is designed to provide at least one fastening size. As a result, several fastening sizes of the external readout device can advantageously be provided. The contact elements can be designed identically, but are not connected to one another electrically, in particular. The contact element can be designed, for example, as an electrode, as a plug, as a socket, as a contact pad or the like.
Des Weiteren betrifft die Erfindung insbesondere ein System, aufweisend eine Messvorrichtung wie zuvor beschrieben und einer drahtlosen Kommunikationseinheit, wobei die drahtlose Kommunikationseinheit stoffschlüssig oder kraft- und/oder formschlüssig mit der Messvorrichtung verbunden ist. Vorteilhaft kann dadurch eine Messvorrichtung, die drahtlos mit einer externen Auslesevorrichtung kommunizieren kann, realisiert werden.Furthermore, the invention relates in particular to a system having a measuring device as described above and a wireless communication unit, the wireless communication unit being connected to the measuring device in a materially or non-positively and / or positively locking manner. A measuring device that can wirelessly communicate with an external readout device can thereby advantageously be implemented.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Messvorrichtung für eine Befestigungsvorrichtung, mit einem Grundkörper, mit einer Sensoreinheit, die dazu ausgebildet ist, zumindest eine Befestigungsgröße zu erfassen, mit einer Schnittstelle, die mit der Sensoreinheit verbunden und dazu ausgebildet ist, einer externen Auslesevorrichtung die zumindest eine Befestigungsgröße bereitzustellen, wobei die Sensoreinheit ein Anregungselement zur mechanischen und/oder elektrischen Anregung der Befestigungsvorrichtung und ein Sensorelement aufweist, wobei das Sensorelement dazu ausgebildet ist, eine Befestigungsgröße in Abhängigkeit der Antwort auf die Anregung zu erfassen. Vorteilhaft kann dadurch Energie in die Befestigungsvorrichtung oder deren Umgebung eingebracht und die Reaktion darauf gemessen werden, wobei über die ermittelten Werte der Zustand der Befestigung ermittelbar ist. Das Anregungselement kann beispielsweise piezoelektrisch oder elektrodynamisch ausgebildet sein. Das Anregungselement kann ein aktives Sensorelement und/oder ein passives Sensorelement aufweisen. Das Anregungselement ist insbesondere zur Erzeugung einer mechanischen oder elektromagnetischen Anregung ausgebildet, wobei eine Antwort auf diese Anregung durch das Sensorelement in ein elektrisches Signal umwandelbar ist. Insbesondere kann eine Elektronik die Antwort auf die Anregung in ein elektrisches Signal umwandeln. Das Anregungselement benötigt elektrische Energie zur Erzeugung der Anregung. Das Anregungselement kann beispielsweise als eine piezoelektrische Schicht, ein Schallgeber, ein Vibrationselement oder auch ein elektronischer Schwingkreis ausgeführt sein. Das Anregungselement und das Sensorelement können einstückig ausgebildet sein, wobei das Sensorelement vorzugsweise als ein aktiver Sensor ausgebildet ist.The invention further relates to a measuring device for a fastening device, with a base body, with a sensor unit which is designed to detect at least one fastening variable, with an interface which is connected to the sensor unit and is designed to provide the at least one fastening variable to an external readout device provide, wherein the sensor unit has an excitation element for mechanical and / or electrical excitation of the fastening device and a sensor element, wherein the sensor element is designed to detect a fastening variable as a function of the response to the excitation. In this way, energy can advantageously be introduced into the fastening device or its surroundings and the reaction to it measured, the state of the fastening being able to be determined via the determined values. The excitation element can be designed piezoelectrically or electrodynamically, for example. The excitation element can have an active sensor element and / or a passive sensor element. The excitation element is designed in particular to generate a mechanical or electromagnetic excitation, a response to this excitation being able to be converted into an electrical signal by the sensor element. In particular, electronics can convert the response to the excitation into an electrical signal. The excitation element requires electrical energy to generate the excitation. The excitation element can be designed, for example, as a piezoelectric layer, a sound generator, a vibration element or also an electronic oscillating circuit. The excitation element and the sensor element can be designed in one piece, the sensor element preferably being designed as an active sensor.
Das Anregungselement ist insbesondere mit einer Elektronik verbunden. Die Elektronik kann dabei sowohl die Energieversorgung für das Anregungselement bereitstellen als auch das Anregungselement steuern oder regeln. Die Steuerung bzw. Regelung erfolgt dabei über einen ASIC, einen Microcontroller oder ähnlichem.The excitation element is connected in particular to electronics. The electronics can both provide the energy supply for the excitation element and control or regulate the excitation element. The control or regulation takes place via an ASIC, a microcontroller or the like.
Alternativ oder zusätzlich ist ebenso denkbar, dass die Messvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Anregung des Anregungselements in das Werkstück bzw. die die Befestigungsvorrichtung aufnehmende Struktur hineinwirkt.Alternatively or in addition, it is also conceivable that the measuring device is designed in such a way that the excitation of the excitation element acts on the workpiece or the structure receiving the fastening device.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Anregungselement dazu ausgebildet ist, eine mechanische Schwingung zu erzeugen. Die mechanische Schwingung kann insbesondere als eine Schallwelle ausgebildet sein. Die mechanische Schwingung kann dabei als Longitudinal- und/oder Transversalwelle ausgebildet sein.It is further proposed that the excitation element is designed to generate a mechanical vibration. The mechanical oscillation can in particular be designed as a sound wave. The mechanical oscillation can be designed as a longitudinal and / or transverse wave.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit dazu ausgebildet ist, die Befestigungsgröße basierend auf der Laufzeit, der Intensität, der Frequenz und/oder der Richtung der mechanischen Schwingung zu erfassen. Vorteilhaft kann dadurch eine präzise Erfassung der Befestigungsgröße realisiert werden.It is also proposed that the sensor unit is designed to Detect attachment size based on the transit time, the intensity, the frequency and / or the direction of the mechanical vibration. A precise detection of the fastening size can thereby advantageously be realized.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Anregungselement als ein Piezoelement ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das als Piezoelement ausgebildete Anregungselement einstückig mit dem Sensorelement ausgebildet.It is also proposed that the excitation element is designed as a piezo element. The excitation element designed as a piezo element is preferably designed in one piece with the sensor element.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Anregungselement dazu ausgebildet ist, eine elektromagnetische Anregung durchzuführen, wobei das Sensorelement eine Befestigungsgröße basierend auf einer elektrischen Impedanz erfasst. Insbesondere ist das Anregungselement als ein Kondensator ausgebildet, der mit unterschiedlichen Frequenzen umgeladen wird. Über eine derartige Anregung ist beispielsweise eine Erfassung der Feuchtigkeit des die Befestigungsvorrichtung aufnehmenden Werkstücks denkbar.It is further proposed that the excitation element is designed to carry out an electromagnetic excitation, the sensor element detecting a fastening variable based on an electrical impedance. In particular, the excitation element is designed as a capacitor that is recharged at different frequencies. A detection of the moisture of the workpiece receiving the fastening device is conceivable, for example, via such a stimulation.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein System, aufweisend eine Messvorrichtung wie zuvor beschrieben und einer weiteren Messvorrichtung, die drahtlos miteinander verbunden sind, wobei die weitere Messvorrichtung ein Sensorelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, eine Befestigungsgröße in Abhängigkeit der Antwort auf die Anregung des Anregungselements der Messvorrichtung zu erfassen. Die weitere Messvorrichtung kann im Wesentlichen identisch zu der Messvorrichtung ausgebildet sein.Furthermore, the invention relates to a system having a measuring device as described above and a further measuring device, which are wirelessly connected to one another, the further measuring device having a sensor element which is designed to determine an attachment variable as a function of the response to the excitation of the excitation element of the measuring device capture. The further measuring device can be designed essentially identically to the measuring device.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung des Zustands einer Befestigungsvorrichtung, umfassend folgende Schritte:
- - Senden eine Signals von einer externen Auslesevorrichtung an eine Messvorrichtung die mit einer Befestigungsvorrichtung an einem Werkstück befestigt ist;
- - Empfangen des Signals durch die Messvorrichtung;
- - Aktivierung eines Anregungselements der Messvorrichtung in Abhängigkeit des Signals der externen Auslesevorrichtung;
- - Mechanische und/oder elektrische Anregung der Befestigungsvorrichtung und/oder des Werkstücks durch das Anregungselement;
- - Erfassung des Antwortsignals auf die Anregung des Anregungselements durch eine Sensoreinheit der Messvorrichtung. Vorteilhaft kann über das Antwortsignal eine Befestigungsgröße erfasst und somit der Zustand der Befestigungsvorrichtung und/oder des Werkstücks ermittelt werden.
- - Sending a signal from an external readout device to a measuring device which is fastened to a workpiece with a fastening device;
- - Receiving the signal by the measuring device;
- - Activation of an excitation element of the measuring device as a function of the signal from the external readout device;
- - Mechanical and / or electrical excitation of the fastening device and / or the workpiece by the excitation element;
- - Detection of the response signal to the excitation of the excitation element by a sensor unit of the measuring device. A fastening variable can advantageously be detected via the response signal and the state of the fastening device and / or the workpiece can thus be determined.
Zusätzlich sind noch weitere Schritte denkbar, wie beispielsweise:
- - Bereitstellung des Antwortsignals über eine Schnittstelle der Messvorrichtung wie zuvor beschrieben;
- - Auswertung des Antwortsignals durch die Messvorrichtung oder die externe Auslesevorrichtung;
- - Empfang des Antwortsignals durch die externe Auslesevorrichtung;
- - Ermittlung eines Zustands der Befestigungsvorrichtung und/oder des Werkstücks in Abhängigkeit des Antwortsignals;
- - Anzeige des Zustands der Befestigungsvorrichtung und/oder des Werkstücks auf der externen Auslesevorrichtung, insbesondere über einen Bildschirm der externen Auslesevorrichtung.
- - Provision of the response signal via an interface of the measuring device as described above;
- Evaluation of the response signal by the measuring device or the external read-out device;
- - Reception of the response signal by the external readout device;
- - Determination of a state of the fastening device and / or the workpiece as a function of the response signal;
- - Display of the state of the fastening device and / or the workpiece on the external readout device, in particular via a screen of the external readout device.
Insbesondere betrifft die Erfindung zudem eine Messvorrichtung für eine Befestigungsvorrichtung, mit einem Grundkörper, mit einer Sensoreinheit, die dazu ausgebildet ist, zumindest eine Befestigungsgröße zu erfassen, mit einer Schnittstelle, die mit der Sensoreinheit verbunden und dazu ausgebildet ist, einer externen Auslesevorrichtung die zumindest eine Befestigungsgröße bereitzustellen, wobei die Messvorrichtung eine Energieversorgungseinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein Sensorelement, ein Anregungselement und/oder eine Kommunikationseinheit mit Energie zu versorgen. Vorteilhaft kann dadurch die Messvorrichtung mit Energie versorgt werden.In particular, the invention also relates to a measuring device for a fastening device, with a base body, with a sensor unit which is designed to detect at least one fastening variable, with an interface which is connected to the sensor unit and is designed to provide the at least one external readout device Provide fastening size, wherein the measuring device has an energy supply unit which is designed to supply a sensor element, an excitation element and / or a communication unit with energy. The measuring device can thereby advantageously be supplied with energy.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Energieversorgungseinheit ein Energieaufnahmeelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, ein externes elektromagnetisches Signal zur Energieversorgung der Messvorrichtung umzuwandeln. Vorteilhaft kann dadurch auf einfache Weise Energie in die Messvorrichtung eingeführt werden. Das externe elektromagnetische Signal wird von einer externen Energiequelle, die nicht Teil der Messvorrichtung und/oder Befestigungsvorrichtung ist, bereitgestellt. Das externe elektromagnetische Signal kann beispielsweise als eine Funkwelle oder Licht, insbesondere Licht im sichtbaren Bereich oder UV- oder IR-Licht, ausgebildet sein. Das Energieaufnahmeelement ist insbesondere dazu ausgebildet, das externe elektromagnetische Signal in ein elektrisches Signal bzw. in elektrische Energie umzuwandeln. Weitere vorteilhafte Wellenlängenbereiche liegen in Bereichen, die bereits regulatorisch ausreichend hohe Funkleistungen erlauben, bspw. in den Bereichen für RFID, für Radar oder in allgemein verfügbaren Bereichen für die Kommunikation.It is further proposed that the energy supply unit have an energy absorption element which is designed to convert an external electromagnetic signal for supplying energy to the measuring device. In this way, energy can advantageously be introduced into the measuring device in a simple manner. The external electromagnetic signal is provided by an external energy source that is not part of the measuring device and / or fastening device. The external electromagnetic signal can be embodied, for example, as a radio wave or light, in particular light in the visible range or UV or IR light. The energy absorption element is designed in particular to convert the external electromagnetic signal into an electrical signal or into electrical energy. Further advantageous wavelength ranges are in ranges which already permit sufficiently high radio powers in regulatory terms, for example in the areas for RFID, for radar or in generally available areas for communication.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Energieversorgungseinheit ein Energiespeicherelement aufweist. Vorteilhaft kann dadurch die Energie zeitweise gespeichert oder angesammelt werden, bis die erforderliche Menge an Energie für eine Messung oder einen Vorgang wie die Kommunikation mit einer externen Auslesevorrichtung erreicht ist. Das Energiespeicherelement kann beispielsweise als ein Kondensator, insbesondere ein keramischer Kondensator oder ein Tantal Kondensator, ausgebildet sein. Alternativ ist auch denkbar, dass das Energiespeicherelement als ein elektrochemischer Akkumulator, als ein Supercap oder als ein elektrolytischer KondensatorIt is also proposed that the energy supply unit have an energy storage element. In this way, the energy can advantageously be temporarily stored or accumulated until the required amount of energy for a measurement or a process such as communication with an external readout device is reached. The energy storage element can be designed, for example, as a capacitor, in particular a ceramic capacitor or a tantalum capacitor. Alternatively, it is also conceivable that the energy storage element is an electrochemical accumulator, a supercap or an electrolytic capacitor
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Energiespeicherelement eine Kapazität von zumindest 5 - 500 µF, insbesondere zumindest 10 - 200 µF, aufweist. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werden, dass die Speicherkapazität des Energiespeicherelements ausreichend groß ist.It is also proposed that the energy storage element have a capacity of at least 5-500 μF, in particular at least 10-200 μF. This can advantageously ensure that the storage capacity of the energy storage element is sufficiently large.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Energieversorgungseinheit derart ausgebildet ist, dass die Energie im Energiespeicherelement so lange gespeichert wird, bis ein Schwellenwert erreicht wird, wobei bei Überschreitung des Schwellenwerts das Sensorelement, das Anregungselement und/oder das Kommunikationselement aktiviert wird.It is further proposed that the energy supply unit is designed such that the energy is stored in the energy storage element until a threshold value is reached, the sensor element, the excitation element and / or the communication element being activated when the threshold value is exceeded.
Insbesondere betrifft die Erfindung weiterhin ein System bestehend aus einer Messvorrichtung wie zuvor beschrieben und einer externen Energieversorgungvorrichtung. Die externe Energieversorgungseinheit kann beispielsweise in einer Gebäudeinfrastruktureinheit, wie beispielsweise einem Rauchmelder, integriert sein. Vorteilhaft kann dadurch die Messvorrichtung regelmäßig oder nach Bedarf mit Energie versorgt werden. Es ist ebenso denkbar, dass die Energieversorgungseinheit als eine mobile externe Energieversorgungseinheit ausgebildet ist, die von einem Benutzer tragbar, wie beispielsweise ein Smartphone oder eine Taschenlampe. Alternativ ist ebenso denkbar, dass die externe Energieversorgungseinheit als eine autonome Vorrichtung ausgebildet ist, die die Messvorrichtung autonom ansteuert und diese mit Energie versorgt, beispielsweise ein Roboter oder eine Drohne. Vorteilhaft ist die Anregung bzw. die elektromagnetische Strahlung der externen Energieversorgungseinrichtung auf die Energieversorgungseinheit optimiert.In particular, the invention further relates to a system consisting of a measuring device as described above and an external energy supply device. The external energy supply unit can for example be integrated in a building infrastructure unit, such as a smoke detector. The measuring device can thereby advantageously be supplied with energy regularly or as required. It is also conceivable that the energy supply unit is designed as a mobile external energy supply unit that can be carried by a user, such as a smartphone or a flashlight. Alternatively, it is also conceivable that the external energy supply unit is designed as an autonomous device which autonomously controls the measuring device and supplies it with energy, for example a robot or a drone. The excitation or the electromagnetic radiation of the external energy supply device is advantageously optimized for the energy supply unit.
Vorzugsweise betrifft die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Steuerung einer Messvorrichtung für eine Befestigungsvorrichtung, umfassend folgende Schritte:
- - Aktivierung einer externen Energieversorgungseinheit; Die Aktivierung kann manuell getriggert über einen Benutzer oder automatisch erfolgen. Die automatische Aktivierung kann beispielsweise zeitlich getriggert sein.
- - Bereitstellung von Energie in Form eines elektromagnetischen Signals durch eine externe Energieversorgungseinheit; Die externe Energieversorgungseinheit kann tragbar, autonom mobil oder als eine stationäre Vorrichtung ausgebildet sein. Bei der externen Energieversorgungsvorrichtung kann es sich auch um die externe Auslesevorrichtung handeln.
- - Umwandung des elektromagnetischen Signals in eine elektrische Energie durch die E nergieversorgu ngsei n heit;
- - Speichern der Energie durch die Energieversorgungseinheit;
- - Steuerung der Messvorrichtung basierend auf einer Zustandsgröße der Energieversorgungseinheit; Insbesondere handelt es sich bei der Zustandsgröße der Energieversorgungseinheit um einen Füllstand der Energiespeichereinheit der Energieversorgungseinheit. Durch eine Steuerung der Messvorrichtung in Abhängigkeit einer Zustandsgröße der Energieversorgungseinheit kann vorteilhaft eine ausreichende Energieversorgung der Messvorrichtung während ihrer Aktivierung sichergestellt werden.
- - Bereitstellung der Energie einem Sensorelement, einem Anregungselement und/oder einer drahtlosen Kommunikationseinheit;
- - Aktivierung des Sensorelements, des Anregungselements und/oder der drahtlosen Kommunikationseinheit. Vorteilhaft können sämtliche elektronischen Bauteile der Messvorrichtung durch die Energieversorgungseinheit mit Energie versorgt werden. Die einzelnen Schritte des Verfahrens laufen vorzugsweise in der oben genannten Reihenfolge ab.
- - Activation of an external energy supply unit; Activation can be triggered manually by a user or automatically. The automatic activation can, for example, be triggered in time.
- - Provision of energy in the form of an electromagnetic signal by an external energy supply unit; The external energy supply unit can be portable, autonomously mobile or designed as a stationary device. The external energy supply device can also be the external readout device.
- - Conversion of the electromagnetic signal into electrical energy by the E nergieversorgu ngsei n unit;
- - Storing the energy by the energy supply unit;
- - Control of the measuring device based on a state variable of the energy supply unit; In particular, the state variable of the energy supply unit is a fill level of the energy storage unit of the energy supply unit. By controlling the measuring device as a function of a state variable of the energy supply unit, a sufficient energy supply to the measuring device can advantageously be ensured during its activation.
- - Provision of the energy to a sensor element, an excitation element and / or a wireless communication unit;
- - Activation of the sensor element, the excitation element and / or the wireless communication unit. All electronic components of the measuring device can advantageously be supplied with energy by the energy supply unit. The individual steps of the method preferably take place in the above-mentioned order.
Zeichnungendrawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Bezugszeichen von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung, die sich im Wesentlichen entsprechen, werden mit derselben Zahl und mit einem die Ausführungsform kennzeichnenden Buchstaben versehen.Further advantages emerge from the following description of the drawings. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into useful further combinations. Reference symbols of features of different embodiments of the invention which essentially correspond are provided with the same number and with a letter identifying the embodiment.
Es zeigen:
-
1a eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Messvorrichtung mit einer Befestigungsvorrichtung; -
1b eine perspektivische Ansicht der Messvorrichtung gemäß1a ; -
1c einen Teilschnitt durch die Messvorrichtung gemäß1a ; -
2 eine alternative Ausführungsform einer Messvorrichtung; -
3 eine weitere alternative Ausführungsform der Messvorrichtung; -
4 eine vierte Ausführungsform der Messvorrichtung; -
5 eine fünfte Ausführungsform der Messvorrichtung; -
6 eine sechste Ausführungsform der Messvorrichtung; -
7 eine siebte Ausführungsform der Messvorrichtung; -
8 eine achte Ausführungsform der Messvorrichtung; -
9a eine schematische Ansicht einer neunten Ausführungsform der Messvorrichtung; -
9b eine schematische Ansicht zweier Messvorrichtungen gemäß9a .
-
1a a schematic side view of a first embodiment of a measuring device with a fastening device; -
1b a perspective view of the measuring device according to1a ; -
1c a partial section through the measuring device according to1a ; -
2 an alternative embodiment of a measuring device; -
3 a further alternative embodiment of the measuring device; -
4th a fourth embodiment of the measuring device; -
5 a fifth embodiment of the measuring device; -
6th a sixth embodiment of the measuring device; -
7th a seventh embodiment of the measuring device; -
8th an eighth embodiment of the measuring device; -
9a a schematic view of a ninth embodiment of the measuring device; -
9b a schematic view of two measuring devices according to FIG9a .
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments
In
Zur Montage wird zunächst das Schwerlastbauteil
Die Befestigungsvorrichtung
Des Weiteren weist Befestigungsvorrichtung
Die Messvorrichtung
Die Befestigungsvorrichtung
In einem weiteren Schritt wird eine Mutter
Die Messvorrichtung
In
Die Schnittstelle
Die Energieversorgung der Elektronik
Das Energieaufnahmeelement
Das Energiespeicherelement
Die Energieversorgungseinheit
Das Sensorelement
Die zwei innenliegenden leitfähigen Ebenen
Es ist ebenso denkbar, dass die Sensoreinheit
Des Weiteren weist die Sensoreinheit
Das Sensorelement
In dieser Ausführungsform werden die Kondensatoren bzw. das Sensorelement
Die als Kontaktschnittstelle ausgebildete Schnittstelle
Zusätzlich ist die Schnittstelle
Alternativ wäre es ebenso denkbar, dass die externe Kommunikationseinheit
In
Die Schnittstelle
Wie bereits im vorherigen Ausführungsbeispiel erfolgt die Energieversorgung der externen Kommunikationseinheit
Das Energieaufnahmeelement
In
In den
Die Messvorrichtung
Die Messvorrichtung
Die Messvorrichtung
Die Messvorrichtung
Die Messvorrichtung
Die Messvorrichtung
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Anregungselement
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2013/113586 [0001]WO 2013/113586 [0001]
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019211868.2A DE102019211868A1 (en) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | Anchor device |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE102019211868A1 true DE102019211868A1 (en) | 2021-02-11 |
Family
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102019211868A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4130389A1 (en) * | 2021-08-06 | 2023-02-08 | GLÖTZL GESELLSCHAFT FÜR BAUMESSTECHNIK mbH | Force transducer, geotechnical anchor system and method for measuring the force of such an anchor system |
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-
2019
- 2019-08-07 DE DE102019211868.2A patent/DE102019211868A1/en active Pending
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