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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Befestigung eines Sensors.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus
der
DE 297 22 497
U1 bekannt. Mit dieser Vorrichtung kann ein Sensor an einer
von einem Rohr oder einer Stange gebildeten Halterung montiert und
dabei bezüglich dieser
ausgerichtet werden. Die Vorrichtung umfasst einen Napf, der an
der Außenwand
des Sensors befestigt ist. Zudem weist die Vorrichtung ein Zwischenelement
auf. Das Zwischenelement weist eine in einer Aufnahme gelagerte
Schraube auf, die in eine Bohrung am oberen Ende des Napfes greift.
Zudem weist das Zwischenelement eine Schelle auf, mit welcher das
Zwischenelement an der Halterung befestigt wird.
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Das Zwischenelement mit dem daran
befestigten Napf und dem Sensor wird zunächst mittels der Schelle an
der Halterung fixiert. Anschließend
wird der Sensor bezüglich
der Halterung ausgerichtet, in dem die Schraube des Zwischenelements
in der Bohrung verstellt wird, wodurch der Napf mit dem daran befestigten
Sensor bezüglich
des Zwischenelements gedreht wird. Sobald die gewünschte Position
des Sensors eingestellt ist, wird die Schraube in der Bohrung festgezogen,
wodurch der Napf am Zwischenelement fixiert ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels
derer auf rationelle und einfache Weise eine möglichst genaue Ausrichtung
eines Sensors bezüglich
einer Halterung ermöglicht
wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die
Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Befestigung
eines Sensors an einer Halterung und weist eine vorjustierbare Baueinheit,
bestehend aus dem Sensor, einem Justageelement und einem Trägerelement
auf. Mittels des Justageelements ist die Lage des Sensors relativ
zum Trägerelement
justierbar. Das Trägerelement
weist Befestiguttgsmittel auf, welche formschlüssig an Aufnahmemitteln der
Halterung befestigbar sind, wodurch eine definierte Orientierung
des Trägerelements
zur Halterung vorgegeben ist.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin,
dass die Baueinheit bestehend aus einem Sensor, dem Justageelement
und dem Trägerelement nicht
nur als komplett vormontierte, sondern auch als unter Fertigungsbedingungen
vorjustierte Einheit an den Anwender von Sensoren ausgeliefert werden kann.
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Die so ausgebildete Baueinheit kann
dann in Anlagen des Anwenders ohne jeglichen Justageaufwand montiert
werden. Da der Sensor in der Baueinheit bezüglich des Trägerelements
justiert ist und die Orientierung des Trägerelements relativ zur Halterung
durch die formschlüssige
Verbindung des Befestigungsmittels und des Aufnahmemittels fest
vorgegeben ist, ist die gewünschte
Ausrichtung des Sensors gewährleistet.
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Der Anwender braucht damit keinerlei
Aufwand für
die Justage der Sensoren zu treiben und kann Sensoren insbesondere
an schwer zugänglichen
Halterungen in den gewünschten
Einbaulagen montieren. Die Montagezeiten für den Einbau von Sensoren in
Anlagen und dergleichen können
damit erheblich verkürzt
werden. Da die Justagearbeiten insbesondere seitens des Sensorherstellers
unter Fertigungsbedingungen durchgeführt werden können, ist
eine genaue und zuverlässige
Justage der Baueinheit gegeben. Vorteilhaft ist insbesondere, dass die
Justagearbeiten allein an der Baueinheit unabhängig von der Halterung vorgenommen
werden können.
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Das Justageelement und das Trägerelement können als
separate Einheiten ausgebildet sein. Alternativ kann das Justageelement
auch Bestandteil des Trägerelements
sein, wobei in diesem Fall besonders kleine Bauformen der Baueinheit
realisiert werden können.
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Die Sensoren können besonders vorteilhaft als
optische Sensoren, insbesondere als Lichttaster, Lichtschranken
oder dergleichen ausgebildet sein.
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In einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung können
auch mehrere Sensoren an einer Halterung montiert werden. Dabei
ist jeder Sensor Bestandteil einer vorjustierten Baueinheit wobei
die einzelnen Baueinheiten vorzugsweise identisch ausgebildete Justageelemente
und Trägerelemente
aufweisen. Da die einzelnen Baueinheiten vorjustiert sind, wodurch
der jeweilige Sensor einer Baueinheit bei der Montage an der Halterung
eine definierte Ausrichtung zu dieser Halterung aufweist, sind bei
der Montage der Baueinheiten an der Halterung sämtliche Sensoren zueinander
ausgerichtet. Auf diese Weise können
mit geringem Aufwand mit als Lichtschranken ausgebildeten Sensoren
präzise ausgerichtete
Lichtgitteranordnungen realisiert werden.
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Die Erfindung wird im Nachstehenden
anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
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1:
Perspektivische Darstellung einer Baueinheit bestehend aus einem
Sensor, einem Justageelement und einem Führungselement.
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2:
Draufsicht einer an einer Halterung montierten Baueinheit gemäß 1.
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3:
Querschnitt durch die Anordnung gemäß 1.
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4:
Mehrfachanordnung von Baueinheiten gemäß 1 an einer Halterung.
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1 zeigt
schematisch eine Baueinheit bestehend aus einem Sensor 1,
einem Justageelement 2 und einem Trägerelement 3. Die 2 und 3 zeigen diese Baueinheit in einer vorgegebenen
Einbauposition an einer Halterung 4.
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Der optische Sensor 1 gemäß 1 bildet den Senderteil
einer Lichtschranke, wobei in diesem ein nicht dargestellter Sendelichtstrahlen
emittierender Sender integriert ist. Dieser Senderteil wirkt mit einem
nicht dargestellten Empfängerteil
der Lichtschranke zusammen, in welchem ein Empfänger zum Empfang der Sendelichtstrahlen
integriert ist.
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Der Senderteil und der Empfängerteil
der Lichtschranke werden an gegenüberliegend angeordneten Halterungen 4 so
montiert, dass bei freiem Strahlengang die vom Sender emittierten
Sendelichtstrahlen auf den Empfänger
treffen.
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Für
den Fall, dass der optische Sensor 1 als Reflexionslichtschranke
ausgebildet ist, sind der Senderteil und der Empfängerteil
in einem gemeinsamen Gehäuseelement
integriert. Die vom Sender emittierten Sendelichtstrahlen werden
dann bei freiem Strahlengang auf einen Reflektor geführt. Die vom
Reflektor zurückreflektierten
Sendelichtstrahlen werden auf den Empfänger geführt. In diesem Fall werden
das Gehäuseelement
und der Reflektor an den gegenüberliegenden
Halterungen 4 montiert.
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Hierzu müssen die Sensoren 1 an
den Halterungen 4 ausgerichtet sein. Erfindungsgemäß bildet die
Baueinheit gemäß den 1 bis 3 eine vorjustierte Einheit, die ohne
weiteren Justageaufwand an der Halterung 4 befestigt werden
kann.
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Der Sensor 1 gemäß 1 ist in einem Gehäuse 5 integriert.
In der Frontwand des Gehäuses 5 ist
ein Austrittsfenster 5a integriert, durch welches die Sendelichtstrahlen
geführt
sind. An dem Gehäuse 5 ist
das Justageelement 2 befestigt. Das Justageelement 2 besteht
im vorliegenden Fall aus einem Napf 6, der an einer Seitenwand
des Gehäuses 5 festgeschraubt
ist.
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Der Napf 6 des Justageelements 2 weist
im Wesentlichen die Form einer Kugelhalbschale auf, wobei an deren
Oberseite eine nicht dargestellte Bohrung vorgesehen ist.
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Das Trägerelement 3 weist
eine in einem ringförmigen
Aufsatz 7 geführte
Schraube 8 auf, die in die Bohrung des Napfes 6 greift.
Der ringförmige Aufsatz 7 ist
an die Oberflächenkontur
des Napfes 6 angepasst. Bei nicht fixierter Schraube 8 kann
der ringförmige
Aufsatz 7 auf dem Napf 6 gedreht werden, wodurch
die Relativlage des Sensors 1 bezüglich des Trägerelements 3 eingestellt
werden kann. In der gewünschten
Einstellposition wird die in die Bohrung greifende Schraube 8 festgezogen,
wodurch die Lage des Sensors 1 bezüglich des Trägerelements 3 fixiert
ist.
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Anstelle des Napfes 6 kann
auch eine Lochplatte oder dergleichen als Justageelement 2 vorgesehen
sein. Insbesondere kann das Justageelement 2 von zwei Platten
gebildet sein, deren Neigung gegeneinander verstellt werden kann.
Die Platten können
beispielsweise über
drei Schrauben verbunden sein. Dabei durchsetzt jede Schraube eine
Feder, insbesondere eine Metallfeder, die als Zwischenstück zwischen
den Platten liegt. Zur Verringerung des Abstandes der Platten können die
Schrauben gegen den Druck der Federn angezogen werden. Zur Vergrößerung des
Abstands der Platten können
die Schrauben entsprechend gelockert werden.
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Weiterhin kann das Justageelement 2 auch von
zwei gegeneinander verstellbaren Teilen gebildet sein, die mittels
Klebemitteln in einer vorgegebenen Justageposition fixierbar sind.
Schließlich
kann das Justageelement 2 auch von einem durch Krafteinwirkung
verformbaren Teil gebildet sein.
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Wie insbesondere aus 1 ersichtlich weist das Trägerelement 3 einen
Grundkörper 9 mit einer
im Wesentlichen quaderförmigen
Kontur auf. Der ringförmige
Aufsatz 7 liegt an der Unterseite des Grundkörpers 9.
Der Kopf der im Aufsatz 7 geführten Schraube 8 liegt
in einer Aussparung 10 des Grundkörpers 9 und kann von
dessen Oberseite her betätigt
werden.
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An den Seitenwänden des Grundkörpers 9 münden jeweils
zwei in Längsrichtung
des Trägerelements 3 verlaufende
Führungsschienen 11, 11' aus. Die Führungsschienen 11, 11' an jeder Seite
des Trägerelements 3 sind
längs einer
Geraden angeordnet und weisen identische Querschnitte auf, die jeweils über die
gesamte Länge
der Führungsschienen 11, 11' konstant sind.
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Die Führungsschienen 11, 11' bilden Befestigungsmittel,
mittels derer das Trägerelement 3 an der
Halterung 4 befestigt werden kann. Dabei bilden die Befestigungsmittel
mit Aufnahmemitteln der Halterung 4 einen Formschluss.
Durch diese formschlüssige
Verbindung ist die Orientierung des Trägerelements 3 bezüglich der
Halterung 4 exakt vorgegeben und festgelegt. Da der Sensor 1 über das Justageelement 2 bezüglich des
Trägerelements 3 vorjustiert
ist, ist bei Fixierung des Trägerelements 3 an
der Halterung 4 mittels der formschlüssigen Verbindung ohne Justageaufwand
eine definierte Ausrichtung des Sensors 1 zur Halterung 4 gegeben.
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Die Halterung 4 besteht
im vorliegenden Fall aus einem Profilrohr mit quadratischem Querschnitt. Dabei
weist das Profilrohr vier drehsymmetrisch angeordnete, jeweils an
einer Seitenwand ausmündende
T-Nut-Profile 12 auf. Die identisch ausgebildeten T-Nut-Profile 12 weisen
einen über
die gesamte Höhe
des Profilrohres konstanten Querschnitt auf.
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Die T-Nut-Profile 12 bilden
Aufnahmemittel für
die Führungsschienen 11, 11' des Trägerelements 3.
Die Führungsschienen 11, 11' des Trägerelements 3 werden
von der Oberseite des Profilrohres in ein T-Nut-Profil 12 eingeschoben
und in einer frei wählbaren
Anbringhöhe
fixiert. Die T-Nut-Profile 12 weisen jeweils eine Öffnung 12a in
der Außenwand
auf, wobei der Grundkörper 9 des
in ein T-Nut-Profil 12 eingeführten Trägerelements 3 dicht
an den Rändern der
jeweiligen Öffnung 12a anliegt.
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Zur Fixierung des Trägerelements 3 sind zwei
Schrauben 13, 13' vorgesehen,
welche den Grundkörper 9 durchsetzen.
Die Einbaulagen der Schrauben 13, 13' sind derart
gewählt,
dass die über den
Grundkörper 9 hervorstehenden
Köpfe der Schrauben 13, 13' nicht vom Sensor 1 verdeckt
sind und somit zur Betätigung
frei zugänglich
sind. Nach Einschieben der Führungsschienen 11, 11' werden die
Schrauben 13, 13' zur
Fixierung des Trägerelements 3 an
der Halterung 4 festgezogen, so dass die Enden der Schrauben 13, 13' gegen die Wand
des T-Nut-Profils 12 gedrückt werden. Dadurch werden die
Führungsschienen 11, 11' gegen die Innenseiten der
Teile der Außenwand
des Profilrohres bildenden Abschnitte des T-Nut-Profils 12 gedrückt. Dadurch wird
ein Formschluss der Führungsschienen 11, 11' mit dem T-Nut-Profil 12 erhalten.
Hierdurch ist die Orientierung des Trägerelements 3 und
damit des Sensors 1 in der Ebene senkrecht zur Längsachse der
Halterung 4 definiert.
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Die Einbaulage des Trägerelements 3 in Längsrichtung
der Halterung 4 ist frei wählbar und kann mittels eines
Maßstabes 14 an
der Außenwand der
Halterung 4 kontrolliert werden. An der Unterseite des
Grundkörpers 9 des
Trägerelements 3 ist
ein seitlich abstehendes Teil vorgesehen, welches einen Zeiger 15 bildet,
der auf den Maßstab 14 gerichtet
ist und so die Anbringhöhe
des Trägerelements 3 an
der Halterung 4 anzeigt.
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Zur definierten Vorgabe der Anbringhöhe des Trägerelements 3 kann
ein nicht dargestellter Klemmblock in dem T-Nut-Profil 12 der
Halterung 4 fixiert werden. Der Klemmblock dient dann als
Anschlag für
das zu fixierende Trägerelement 3.
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Wie aus 4 ersichtlich können an der Halterung 4 gemäß den 2 und 3 auch mehrere Sensoren 1 fixiert
werden. Die Sensoren 1 bilden jeweils mit einem Justageelement 2 und
einem Trägerelement 3 eine
vorjustierte Baueinheit. Die Justageelemente 2 und die
Trägerelemente 3 der
einzelnen Baueinheiten sind dabei identisch ausgebildet. Die einzelnen
Baueinheiten können
dann in unterschiedlichen Anbringhöhen an der Halterung 4 fixiert
werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 – 3 werden
die von den Führungsschienen 11, 11' gebildeten
Befestigungsmittel in das ein Aufnahmemittel bildende T-Nut-Profil 12 eingeschoben.
Alternativ sind auch Befestigungsmittel in Form von Führungsschienen 11, 11' denkbar, die
in entsprechende Aufnahmemittel seitlich einschnappbar sind, wobei
in diesem Fall die Führungsschienen 11, 11' über Federelemente
am Trägerelement 3 in
dessen Grundkörper 9 während des
Einführvorganges
in das Aufnahmemittel eingefahren werden können.
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Anstelle von Führungsschienen 11, 11' können generell
auch Passstifte oder dergleichen als Befestigungsmittel eingesetzt
werden.
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Generell können verschiedenartige Befestigungsformen
für die
Fixierung der Befestigungsmittel an dem Aufnahmemittel vorgesehen
sein, wobei in jedem Fall ein Formschluss der Befestigungsmittel und
der Aufnahmemittel realisiert wird, so dass eine definierte Orientierung
der Baueinheiten an der Halterung 4 erhalten wird.
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Beispiele für derartige Befestigungsmittel oder
Komponenten von Befestigungsmittel sind Klebemittel, Exzenterbefestigungen,
Nietverbindungen und Magnete. Weiterhin können die Befestigungsmittel
an den Aufnahmemitteln durch Einpressen oder mittels Federkräften fixiert
sein.
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- (1)
- Sensor
- (2)
- Justageelement
- (3)
- Trägerelement
- (4)
- Halterung
- (5)
- Gehäuse
- (5a)
- Austrittsfenster
- (6)
- Napf
- (7)
- Aufsatz
- (8)
- Schraube
- (9)
- Grundkörper
- (10)
- Aussparung
- (11)
- Führungsschiene
- (11')
- Führungsschiene
- (12)
- T-Nut-Profil
- (12a)
- Öffnung
- (13)
- Schraube
- (13')
- Schraube
- (14)
- Maßstab
- (15)
- Zeiger