DE202010002817U1

DE202010002817U1 - Stangenhalterung zum Anordnen eines Sensors oder eines Reflektors an einer Stange

Info

Publication number: DE202010002817U1
Application number: DE202010002817U
Authority: DE
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2020-02-26

Abstract

Stangenhalterung zum Anordnen eines Sensors (S1, S2) oder eines Reflektors (R) an einer Stange (ST), dadurch gekennzeichnet, dass
– die Stangenhalterung wenigstens aus einem Grundkörper (1, 1', 1'') besteht, welcher quer zur Achsenrichtung der Stange (ST) auf die Stange (ST) aufschnappbar ist,
– und an dem Grundkörper (1, 1', 1'') ein Sensor (S1, S2) oder ein Reflektor (R) anordbar ist, so dass der Sensor (S1, S2) oder der Reflektor (R) über den Grundkörper (1, 1', 1'') an der Stange (ST) anordbar ist.

Description

Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft eine Stangenhalterung zum Anordnen eines Sensors oder eines Reflektors an einer Stange.
Stand der Technik:
Stangenhalterungen zur Montage von Sensoren an Stangen sind bekannt. Beispielsweise ist es bekannt, einen Sensor mittels einer zweiteiligen Rohrschelle an einer Stange zu befestigen. Nachteilig ist hierbei, dass ein Teil der Rohrschelle verlierbar ist und dass die Montage relativ umständlich ist, da beide Schellenteile und eine Befestigungsschraube montiert werden müssen.
Ferner ist es bekannt, einteilige, geschlossene Rohrschellen zur Montage zu verwenden. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die geschlossene Rohrschelle über ein Ende der Stange eingefädelt werden muss. Hierzu muss die Stange demontiert werden. Schon vorhandene, an der Stange bereits montierte weitere Sensoren müssen, je nach der gewünschten Reihenfolge der Anordnung der Sensoren entlang der Stange, unter Umständen ebenfalls demontiert und nach Einfädelung der Rohrschelle des neu anzubringenden Sensors wieder montiert werden.
Aus der DE 103 59 031 A1 ist eine Sensor-Haltevorrichtung bekannt, welche an einer Stange klemmbar ist. Diese Haltevorrichtung umfasst eine erste und eine zweite Klemmbacke sowie eine Verbindungseinrichtung zum Zusammenhalten beider Klemmbacken. Über die Verbindungseinrichtung ist eine Klemmkraft ausübbar. Nachteilig an dieser Sensor-Haltevorrichtung ist ihr relativ komplizierter Aufbau.
Die DE 195 08 541 B4 offenbart eine Befestigungseinrichtung für einen Sensor mit einer aus mehreren Teilen bestehenden Halterung. Ein Teil dieser Halterung ist ein zweiteiliger Gerätehalter, dessen Teile bei aneinander anliegenden Stirnseiten mittels eines Befestigungsmittels fixierbar sind. Auch beider dieser Befestigungseinrichtung ist ihr relativ komplizierter Aufbau nachteilig.
Die DE 199 61 827 A1 beschreibt eine Klemmvorrichtung zum Befestigen und Justieren eines Sensors an einer Stange, mit zwei, an einem Ende miteinander verbundenen gegenüberliegenden Schenkeln, zwischen denen eine Ausnehmung für die Stange gebildet ist. Nachteilig an dieser Klemmvorrichtung ist, dass diese zur Montage des Sensors entweder über ein Ende der Stange eingefädelt werden muss oder vor Montage des Sensors von demselben gelöst werden muss.
Im Stand der Technik bekannt sind schellenartige Lösungen oder geschlossene Lösungen, z. B. RL28, die zusätzlich zu der Befestigung der Schelle an der Stange wenigstens ein weiteres Befestigungselement zur Fixierung der Sensorausrichtung benötigen. Sensoren werden üblicherweise mit der Halterung verschraubt.
Bei geschlossenen Lösungen (z. B. RL28) muss über die Stange eingefädelt werden. Die Halterung kann nur bei gerader Stange eingesetzt werden. Sind mehrere unterschiedliche Halterungen für weitere Sensoren oder Funktionsteile an der Stange befestigt, muss die Reihenfolge der Halterungen beachtet werden. Evtl. müssen bereits befestigte Halterungen demontiert werden.
Lösungen mit Schellen sind schwierig zu montieren, da zur Befestigung an der Stange zwei Teile (Schellenteile) und die Befestigungsschraube montiert werden müssen.
Technische Aufgabe:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Stangenhalterung zum Anordnen eines Sensors oder eines Reflektors an einer Stange zu schaffen, welche eine schnelle, unkomplizierte Montage des Sensors bzw. des Reflektors ohne vorheriges Demontieren der Stange erlaubt und mit wenigen Bauteilen, vorzugsweise einem einzigen Bauteil, auskommt und daher billig herzustellen ist.
Lösung der Aufgabe:
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Stangenhalterung zum Anordnen eines Sensors oder eines Reflektors an einer Stange mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Prinzipiell sind mittels der erfindungsgemäßen Stangenhalterung auch beliebige andere Gegenstände als Sensoren und Reflektoren an der Stange montierbar.
Der Sensor kann z. B. ein induktiver Näherungssensor sein. Der Reflektor kann z. B. der Reflektor einer Lichtschranke sein.
Der Grundkörper ist gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung im Prinzip eine gabelartige Kralle (ein Klemmstück), die seitlich über die Stange geschnappt werden kann. Vorzugsweise dient eine Schraube zur Befestigung der Halterung bzw. der Stangenhalterung an der Stange und zur Fixierung des Drehgelenkes. Der Sensor kann von der Seite, der Reflektor von vorn auf die Montagehalterung bzw. den Halter geschnappt werden.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Stangenhalterung besteht in der Möglichkeit der schnellen und einfachen Montage und darin, dass die erfindungsgemäße Stangenhalterung von der Seite auf die Stange montierbar ist. Es ist kein ”Einfädeln” der Stange nötig. Alle Teile können vormontiert sein. Die Befestigung an der Stange erfolgt vorzugsweise über eine an der Halterung bzw. Stangenhalterung bereits vormontierte Schraube (keine losen Teile).
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Stangenhalterung ist einfach und kostengünstig, da z. B. die Ausführung des Drehgelenkes mit Standardteilen realisiert werden kann (Schraube, Mutter). Die Montagehalterung bzw. der Halter sowie das Klemmstück bzw. der Grundkörper können jeweils als Kunststoffspritzteil realisiert sein.
Die Erfindung schafft ein kostengünstiges Konzept zur Realisierung einer leicht montierbaren und zerstörungsfrei wieder lösbaren Stangenhalterung. Der Sensor bzw. der Reflektor sind gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung über drei Freiheitsgrade justierbar:

– Translation in bzw. entlang der Stangenachse,
– Rotation um die Stangenachse,
– Rotation zu bzw. um eine senkrecht zur Stange stehende Achse.

Bevorzugt ist der Sensor durch Einrasten an der Stangenhalterung montierbar. Gemäß einer anderen bzw. alternativen Variante ist der Sensor, zusätzlich oder ausschließlich, durch Verschrauben an der Stangenhalterung montierbar. Bevorzugt ist der Reflektor durch Einrasten an der Stangenhalterung montierbar.
Die Erfindung ermöglicht gemäß einer bevorzugten Variante eine schnelle/kostengünstige Montage des Sensors oder Reflektors. Beide Teile können gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung einfach eingeschnappt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung, in welcher schematisch anhand von Beispielen zeigen:
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, nicht an einer Stange montierten Stangenhalterung im Querschnitt, wobei kein Sensor an der Stangenhalterung angeordnet ist,
2 die Stangenhalterung von 1 nach Montage an einer Stange, wobei ein Sensor an der Stangenhalterung angeordnet ist,
3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, nicht an einer Stange montierten Stangenhalterung im Querschnitt, wobei kein Sensor an der Stangenhalterung angeordnet ist,
4 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, an einer Stange montierten Stangenhalterung im Querschnitt, wobei ein Sensor und ein Reflektor an der Stangenhalterung angeordnet sind,
5 eine perspektivische Ansicht der Stangenhalterung von 4, mit daran angeordnetem Sensor, aber ohne Reflektor,
6 eine perspektivische Ansicht der Stangenhalterung von 4, mit daran angeordnetem Reflektor, aber ohne Sensor,
7 eine Draufsicht auf die Stangenhalterung von 4 in derjenigen Blickrichtung, welche in 4 mit einem Pfeil angegeben ist
8 eine vierte Ausführungsform in einer Aufsicht,
9 die vierte Ausführungsform in einer Seitenansicht,
10 einen Schnitt entlang Schnittline B-B in 8 und
11 einen Schnitt entlang Schnittline C-C in 9.
1 zeigt eine erfindungsgemäße, nicht an einer Stange montierte Stangenhalterung im Querschnitt, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Stangenhalterung besteht im Beispiel von 1 lediglich aus einem einzigen Bauteil, nämlich einem Grundkörper 1.
2 zeigt den Grundkörper 1 von 1 nach dessen Montage an einer Stange ST, wobei im Gegensatz zur Situation von 1 ein Sensor S an dem Grundkörper 1 angeordnet ist.
Dieser ist einstückig aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus Kunststoff oder Hartgummi, hergestellt und U-förmig mit zwei Schenkeln S1, S2 ausgebildet, deren jeder ein freies Ende E1 bzw. E2 aufweist. Zwischen den Schenkeln S1, S2 befindet sich ein Zwischenraum Z. Die beiden freien Enden E1, E2 der Schenkel S1, S2 sind voneinander beabstandet. Zwischen ihnen befindet ein Durchlass D zur Durchführung der Stange ST, welche in 1 nicht dargestellt ist. Die lichte Weite des Durchlasses D ist kleiner ist als der Durchmesser der Stange ST.
Jeder der beiden Schenkel S1, S2 weist eine dem anderen Schenkel zugewandte Aussparung A1 bzw. A2 auf. Die Aussparungen A1, A2 der beiden Schenkel S1, S2 sind jeweils Teil eines innerhalb des Grundkörpers 1 gelegenen Aufnahmeraumes AR für die Stange ST.
Der Grundkörper 1 ist quer zur Achsenrichtung der Stange ST auf diese aufschnappbar. Nämlich ist der Grundkörper 1 mit den freien Enden E1, E2, der Schenkel S1, S2 voran quer zur Achsenrichtung der Stange ST so auf diese aufschnappbar, dass sich die Stange ST zwischen den Schenkeln S1, S2 befindet und formschlüssig in dem Aufnahmeraum AR gehaltert ist.
Zum Aufschnappen des Grundkörpers 1 auf die Stange ST wird dieser mit den freien Enden E1, E2, der Schenkel S1, S2 voran quer zur Achsenrichtung der Stange ST so auf die Stange ST zu bewegt, dass diese durch den Durchlass D hindurchwandert, unter Aufweitung des Durchlasses D und hierdurch bedingter elastischer Verformung des Grundkörpers 1 und. Nach Passieren des Durchlasses verengt sich der Durchlass D wieder, unter mechanischer Entspannung des elastischen Grundkörpers 1.
Die Schenkel S1, S2 liegen bei auf die Stange ST aufgeschnapptem Grundkörper 1 im Bereich der Aussparungen A1, A2 reibschlüssig an der Stange ST an.
Ebenso kann der Grundkörper 1 durch Abziehen desselben von der Stange ST in die von den Endbereichen E1, E2 abgewandte Richtung jederzeit zerstörungsfrei wieder abgezogen werden.
Der Grundkörper 1 weist zwei Vorsprünge V1, V2 auf, zwischen welchen sich ein Aufnahmeraum für den Sensor S befindet. Jeder der Vorsprünge trägt eine Rastnase R1 bzw. R2, welche in korrespondierende Kerben des Sensors S einrastbar sind, so dass der Sensor S mit dem Grundkörper 1 verrastet werden kann. Die Rastnasen R1, R2 sind somit Haltemittel R1, R2 zur Halterung des Sensors S am Grundkörper 1.
Nach der Verrastung ist der Sensor S an dem Grundkörper 1 gehaltert, also am Grundkörper 1 angeordnet und somit bei auf die Stange ST aufgeschnapptem Grundkörper ST über diesen an der Stange ST montiert; diese Situation ist in 2 dargestellt.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stangenhalterung, bestehend aus einem Grundkörper 1', einer Schraube SCHI, einem Aufschraubelement, welches durch eine Mutter M1 gebildet ist, sowie einer Unterlegscheibe U1. Der Grundkörper 1' unterscheidet sich von dem Grundkörper 1 von 1 lediglich dadurch, dass in dem Grundkörper 1' eine Bohrung B zur Durchführung der Schraube SCHI vorhanden ist. und der Schenkel S2' eine Einsenkung ES aufweist, in welche die Mutter M1 versenkt ist.
Die Schraube SCHI ist mit ihrem Außengewinde in das Innengewinde der Mutter M1 eingeschraubt und durchragt die Bohrung B und beide Schenkel S1', S2' so, dass durch Anziehen der Schraube SCHI oder der Mutter M1 der erste Schenkel S1' in Richtung des zweiten Schenkels S2' und umgekehrt gedrückt wird und sich hierdurch der Anpressdruck, unter welchem die Schenkel S1', S2' im Bereich der Aussparungen A1', A2' an der Stange ST (welche in 3 nicht dargestellt ist) reibschlüssig anliegen, erhöht wird.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, an der Stange ST montierten Stangenhalterung im Querschnitt, mit einem Grundkörper 1'' mit zwei voneinander beanstandeten Schenkeln S1'', S2'', zwischen deren freien Endbereichen E1'', E2'' sich die Stange ST form- und reibschlüssig aufgenommen ist. Am Schenkel S1'' ist mittels einer Schraube SCH2 ein Halter H angeordnet, welcher zwei Rastnasen R1'', R2'' aufweist. An dem Halter H ist mit Hilfe der Rastnasen R1'', R2'' ein Sensor S2 durch Verrastung befestigt. Dadurch ergibt sich eine in 7 markierte Sensorachse SA, die parallel zur Achse der Stange ST gerichtet ist.
Die Schraube SCH2 ist durch den Halter H und beide Schenkel S1'', S2'' durchgeführt und in einer Mutter M2 eingeschraubt, so dass durch Anziehen der Schraube SCH2 bzw. der Mutter M2 die beiden Schenkel S1'', S2'' gegeneinander gedrückt werden können, wodurch sich der Anpressdruck der Schenkel S1'', S2'' an der Stange ST erhöht und eine stabile Klemmung der Stange ST zwischen den Endbereichen E1'', E2'' erreichbar ist. Gleichzeitig presst sich die Kegelfläche KF in ihren Sitz und fixiert den Halter H in seiner Winkellage zum Grundkörper 1''.
Mittels zweier Befestigungselemente BE (6; in 4 nicht zu sehen) ist der Reflektor R an dem Halter H angeordnet.
Der Halter weist zwei Befestigungslöcher BL auf, welche zur Befestigung von solchen Sensoren, die sich nicht mit den Rastnasen R1'', R2'' verrasten lassen, dienen können.
Durch Rotieren um die Achse der Schraube SCH2 ist der Halter H mitsamt dem Sensor S2 und dem Reflektor R gegenüber der Stange ST um eine zur Stangenachse senkrechte Achse verschwenkbar; die Schraube SCH2 fungiert somit vorteilhafterweise zusätzlich als Drehgelenk. Die Kegelfläche KF dient als Reibkegel dem besonders festen Sitz sobald die Winkellage fixiert wird. Dieses geschieht durch Anziehen der Schraube SCH2 bzw. der Mutter M2.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Stangenhalterung von 4, mit daran angeordnetem Sensor S2, aber ohne den Reflektor R. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Stangenhalterung von 4, mit daran angeordnetem Reflektor R, aber ohne den Sensor S2.
7 zeigt eine Draufsicht auf die Stangenhalterung von 4 in derjenigen Blickrichtung, welche in 4 mit einem Pfeil angegeben ist. Der Sensor S2 weist Löcher L1, L2 zur Durchführung von (nicht gezeigten) Schrauben auf, mit deren Hilfe der Sensor S2 am Halter H zusätzlich befestigt werden kann.
Die 8 bis 10 zeigen eine vierte Ausführungsform, bei der die Sensorachse SA in der Projektion senkrecht zur Achse STA der Stange ST angeordnet ist, um die der Halter H' geschwenkt werden kann. Dies unterscheidet diese Ausführung von der in 4 bis 6 dargestellte Ausgestaltung. Die Achse der Kegelfläche KF weist also die gleiche Richtung wie die Sensorachse SA auf.
Gewerbliche Anwendbarkeit:
Die Erfindung ist gewerblich anwendbar z. B. im Bereich der Sensortechnik, der Prozessautomation und der Fabrikautomation.
Bezugszeichenliste

1, 1', 1'': Grundkörper
A1, A1': Aussparungen in S1, S1'
A2, A2': Aussparungen in S2, S2'
AR: Aufnahmeraum
B: Bohrung durch 1'
BL: Befestigungslöcher in H
D, D': Durchlässe
E1, E1', E1'': freie Endbereiche von S1, S1', S1''
E2, E2', E2'': freie Endbereiche von S2, S2', S2''
H: Halter
M1, M2: Muttern
R: Reflektor
R1, R2, R1', R2', R1'', R2'': Rastnasen
S1, S2: Sensoren
S1, S1', S2, S2', S1'', S2'': Schenkel von 1, 1', 1''
SAR: Sensoraufnahmeraum
SCH1, SCH2: Schrauben
ST: Stange
U1: Unterlegscheibe
V1, V2, V1', V2': Vorsprünge
Z: Zwischenraum
KF: Kegelfläche
SA: Sensorachse
STA: Stangenachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10359031 A1 [0004]
DE 19508541 B4 [0005]
DE 19961827 A1 [0006]

Claims

Stangenhalterung zum Anordnen eines Sensors (S1, S2) oder eines Reflektors (R) an einer Stange (ST), dadurch gekennzeichnet, dass – die Stangenhalterung wenigstens aus einem Grundkörper (1, 1', 1'') besteht, welcher quer zur Achsenrichtung der Stange (ST) auf die Stange (ST) aufschnappbar ist, – und an dem Grundkörper (1, 1', 1'') ein Sensor (S1, S2) oder ein Reflektor (R) anordbar ist, so dass der Sensor (S1, S2) oder der Reflektor (R) über den Grundkörper (1, 1', 1'') an der Stange (ST) anordbar ist.
Stangenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Grundkörper (1, 1', 1'') einstückig aus einem elastischen Material hergestellt und U-förmig mit zwei Schenkeln (S1, S2, S1', S2', S1'', S2'') ausgebildet ist, deren jeder ein freies Ende (E1, E2, E1', E2', E1'', E2'') aufweist, wobei die beiden freien Enden (E1, E2, E1' E2', E1'', E2'') voneinander beabstandet sind und sich zwischen ihnen ein Durchlass (D, D') zur Durchführung der Stange (ST) befindet, und die lichte Weite des Durchlasses (D, D') kleiner ist als der Durchmesser der Stange (ST), – jeder der beiden Schenkel (S1, S2, S1', S2', S1'', S2'') eine dem anderen Schenkel zugewandte Aussparung (A1, A2, A1', A2') aufweist und die Aussparungen (A1, A2, A1', A2') beider Schenkel (S1, S2, S1', S2', S1'', S2'') jeweils Teil eines innerhalb des Grundkörpers (1, 1', 1'') gelegenen Aufnahmeraumes (AR, AR') für die Stange (ST) sind – der Grundkörper (1, 1', 1'') mit den freien Enden (E1, E2, E1', E2', E1'', E2'') der Schenkel (S1, S2, S1', S2', S1'', S2'') voran quer zur Achsenrichtung der Stange (ST) so auf die Stange (ST) aufschnappbar ist, dass sich diese zwischen den Schenkeln (S1, S2, S1', S2', S1'', S2'') befindet und formschlüssig in dem Aufnahmeraum (AR, AR') gehaltert ist.
Stangenhalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (S1, S2, S1', S2', S1'', S2'') bei auf die Stange (ST) aufgeschnapptem Grundkörper (1, 1', 1'') im Bereich der Aussparungen (A1, A2, A1', A2') reibschlüssig an der Stange (ST) anliegen.
Stangenhalterung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stangenhalterung ferner eine Schraube (SCH1, SCH2) aufweist, welche in ein Aufschraubelement (M1, M2) mit Innengewinde eingeschraubt ist und beide Schenkel (S1', S2', S1'', S2'') so durchragt, dass durch Anziehen der Schraube (SCH1, SCH2) oder des Aufschraubelementes (M1, M2) der erste Schenkel (S1', S1'') in Richtung des zweiten Schenkels (S2', S2'') und umgekehrt gedrückt wird und hierdurch – ein Anpressdruck, mit welchem die Schenkel (S1', S2', S2'') im Bereich der Aussparungen (A1', A2') an der Stange (ST) anliegen, erzeugt wird, – oder der Anpressdruck, unter welchem die Schenkel (S1', S2', S2'') im Bereich der Aussparungen (A1', A2') an der Stange (ST) reibschlüssig anliegen, erhöht wird.
Stangenhalterung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1, 1', 1'') aus Kunststoff besteht.
Stangenhalterung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1, 1', 1'') wenigstens ein Haltemittel (R1, R2, R1', R2', R1'', R2'') zur Halterung oder Montage des Sensors (S1, S2) oder des Reflektors (R) an dem Grundkörper (1, 1') aufweist.
Stangenhalterung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Schenkel (S1, S2, S1', S2', S1'', S2'') im Bereich der Aussparungen (A1, A2, A1', A2') mit einem Haftmaterial belegt sind, welches einen höheren Reibungskoeffizienten zur Oberfläche der Stange (ST) aufweist als das Material des Grundkörpers (1, 1', 1'').
Stangenhalterung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stangenhalterung ferner einen an dem Grundkörper (1'') angeordneten Halter (H) aufweist, an welchem der Sensor (S2) oder der Reflektor (R) anordbar oder in welchen der Sensor (S2) oder der Reflektor (R) einrastbar ist.
Stangenhalterung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (H) schwenkbar an dem Grundkörper (1'') angeordnet ist, vorzugsweise in einer Kegelfläche (KE) drehbeweglich gelagert.
Stangenhalterung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter über einen Kugelkopf an dem Grundkörper angeordnet ist.