DE10226342A1 - Anordnung zur Halterung eines Sensors in einer Führung - Google Patents
Anordnung zur Halterung eines Sensors in einer FührungInfo
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Halterung eines Sensors, insbesondere eines Magnetfeldsensors, in einer Führung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Eine derartige Anordnung umfaßt eine längserstreckte Führung; ein Sensorgehäuse zur Aufnahme eines Sensors, das (vorzugsweise quer zur Erstreckungsrichtung der Führung) in die Führung einsetzbar und ggf. in dieser in deren Erstreckungsrichtung verschiebbar ist; sowie Mittel, die eine Arretierung des Sensorgehäuses in der Führung ermöglichen.
- Aus der DE 196 43 413 C2 ist eine Anordnung zur axial verstellbaren Halterung eines Magnetfeldsensors mit hülsenförmigem Gehäuse innerhalb einer am Außenumfang eines Arbeitszylinders vorgesehenen und über eine Spaltöffnung zugänglichen Führungsnut bekannt, bei der in die Führungsnut ein segmentartig abgeflachtes Sensorgehäuse gleichen Durchmessers radial zu der Längsachse des Arbeitszylinders eingesetzt wird und mittels Drehung um die eigene Achse formschlüssig in der Führungsnut arretiert wird.
- Aus der DE 196 53 222 C2 ist eine Anordnung zur auswechselbaren Halterung eines Magnetfeldsensors mit hülsenförmigem Gehäuse innerhalb einer am Außenumfang eines Arbeitszylinders vorgesehenen sowie durch eine Spaltöffnung zugänglichen Führungsnut mit rechteckigem Querschnitt bekannt, bei der das Gehäuse des Magnetfeldsensors die Form eines Zylindersegmentes hat, welches längsseitig durch eine dachförmige Abflachung begrenzt ist, die von der Mitte nach beiden Rändern mit einer Querneigung abfällt. Die Querneigung ist dabei derart gewählt, daß das Gehäuse lokal in die Führungsnut einsetzbar und zur Halterung innerhalb derselben nach beiden Richtungen hin um jeweils 90° verstellfähig gehalten ist.
- Die bekannten Anordnungen zur Halterung eines Magnetfeldsensors in einer Führungsnut haben den Nachteil, daß hierfür jeweils speziell aufeinander abgestimmte Geometrien des Sensorgehäuses einerseits und der Führungsnut andererseits erforderlich sind. Hierdurch ist die Flexibilität bei dem Einsatz und der Anwendung der entsprechenden Sensoren beschränkt.
- Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Anordnung zur Halterung eines Sensors, insbesondere eines Magnetfeldsensors, in einer Führung zu schaffen, die sich bei einfachem Aufbau durch flexible Anwendbarkeit auszeichnet.
- Dieses Problem wird durch die Schaffung einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Danach ist an dem Sensorgehäuse ein nach dem Einsetzen des Sensorgehäuses in die Führung quer zur Erstreckungsrichtung der Führungsnut verschiebbares Halteelement vorgesehen, durch dessen Verschiebung innerhalb der Führung das Sensorgehäuse in der Führung arretiert wird.
- Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß durch eine der jeweiligen Geometrie und Größe der zugeordneten Führung angepaßte Verschiebung des Halteelementes eine Anwendung des Sensorgehäuses zur Halterung des entsprechenden Sensors in unterschiedlichen Führungen ermöglicht wird. Das Halteelement ist hierzu vorzugsweise kontinuierlich innerhalb der Führung verschiebbar, bis die gewünschte Arretierung des Sensorgehäuses in der Führung erreicht ist. Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung kann also das Sensorgehäuse ohne wesentliche Einschränkungen so gestaltet werden, daß es sich einfach handhaben und insbesondere quer zur Erstreckungsrichtung der Führung in dieses einsetzen läßt. Die anschließende Arretierung des Sensorgehäuses in der Führung erfolgt durch ein Halteelement, das erst nach dem Einsetzen des Sensorgehäuses in die Führung derart verschoben wird, daß die Arretierung erfolgt. Das Einsetzen des Sensorgehäuses in die Führung selbst wird daher durch das Halteelement in keiner Weise erschwert oder beeinträchtigt.
- Unter einem Sensor werden vorliegend nicht nur vollelektronische Sensorelemente verstanden, sondern auch sonstige zur Detektion geeignete Sensormittel, z. B. Sensoren mit mechanischen Sensorkomponenten. Insbesondere sollen auch sogenannte Reed-Kontakt Schalter umfasst sein.
- Insbesondere wird das Sensorgehäuse mit seitlichem, quer zur Erstreckungsrichtung der Führung wirkendem Spiel in die Führung eingesetzt, wobei dieses Spiel die zur Arretierung des Sensorgehäuses erforderliche Verschiebung des Halteelementes in der Führung quer zu deren Erstreckungsrichtung gestattet.
- Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird durch das Verschieben des Halteelementes quer zur Erstreckungsrichtung der Führung das Sensorgehäuse formschlüssig in der Führung arretiert.
- Hierzu kann vorgesehen sein, daß die Führung einen Hinterschnitt definiert, den das Sensorelement nach seiner Verschiebung quer zur Erstreckungsrichtung der Führung hintergreift. Der Hinterschnitt kann durch eine Verjüngung der Führung gebildet werden. So kann die Führung mindestens einen nach innen ragenden Vorsprung aufweisen, der die entsprechende Einschnürung bildet. Dies ist beispielsweise bei Führungen in Form von T-Nuten und Schwalbenschwanz-Nuten der Fall.
- Alternativ oder zusätzlich zu der formschlüssigen Arretierung des Sensorgehäuses in der Führung kann vorgesehen sein, daß durch das Verschieben des Halteelementes quer zur Erstreckungsrichtung der Führung das Sensorgehäuse in der Führung eingeklemmt wird, also eine kraft- bzw. reibschlüssige Arretierung erfolgt.
- Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Verschiebung des Halteelementes innerhalb der Führung sowohl senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Führung als auch senkrecht zur Einsteckrichtung des Sensorgehäuses in die Führung.
- Das Halteelement kann beispielsweise nach dem Keilprinzip mit dem Sensorgehäuse zusammenwirken und mittels eines Betätigungselementes, z. B. in Form einer Schraube, in der Führung arretierbar sein. Insbesondere kann das Halteelement durch ein Betätigungselement verschiebbar sein, das in einem Langloch des Sensorgehäuses gelagert ist, welches sich in Verschieberichtung des Halteelementes erstreckt.
- Das Betätigungselement wird gemäß einer Ausführungsform zur Verschiebung des Halteelementes senkrecht zur Verschieberichtung des Halteelementes bewegt, wobei die Umsetzung der Bewegung des Betätigungselementes in einer ersten Richtung in eine Verschiebung des Halteelementes entlang einer zweiten Richtung z. B. nach dem Keilprinzip erfolgen kann.
- Das Halteelement kann in einfacher Weise als Mutter, vorzugsweise als keilförmige Mutter, ausgebildet sein. Bei dieser kann es sich beispielsweise um ein Preß-, Fräs-, Guß-, Federstahl- oder Blechformteil handeln.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren deutlich werden.
- Es zeigen:
- Fig. 1 eine Anordnung zur Halterung eines Sensors in einer Führungsnut mit einem Sensorgehäuse und einer bezüglich des Sensorgehäuses verschiebbaren, keilförmigen Mutter zur form- und kraftschlüssigen Arretierung des Sensorgehäuses innerhalb der T-förmigen Führungsnut;
- Fig. 2 eine Ansicht des Sensorgehäuses aus Fig. 1 mit einem in einem Langloch des Sensorgehäuses angeordneten Betätigungselement zur Einstellung der Position der keilförmigen Mutter und mit einem in dem Sensorgehäuse eingesetzten Sensor;
- Fig. 3a bis 3d drei unterschiedliche Ansichten des Sensorgehäuses aus Fig. 1;
- Fig. 4a bis 4c drei unterschiedliche Ansichten der keilförmigen Mutter aus Fig. 1;
- Fig. 5 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 hinsichtlich der Lage des Sensorgehäuses in der Führungsnut;
- Fig. 6 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1, wobei das Sensorgehäuse durch Verschieben der keilförmigen Mutter zwischen den Seitenwänden eines Spaltes eingeklemmt wird;
- Fig. 7 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1, wobei die keilförmige Mutter einen stufenförmigen Abschnitt zum Abstützen an der Führungsnut aufweist;
- Fig. 8a bis 8c drei unterschiedliche Ansichten der keilförmigen Mutter aus Fig. 7.
- Fig. 1 zeigt ein Sensorgehäuse 2 für einen Magnetfeldsensor, das in einer Führungsnut 1 eines sogenannten Arbeitszylinders Z gehalten ist. Der Arbeitszylinder Z muß keine zylinderische Form aufweisen. Vielmehr wird unter einem Arbeitszylinder allgemein ein längserstreckter Körper verstanden, der mit mindestens einer längserstreckten Führung zur Aufnahme eines Sensors bzw. Sensorgehäuses geeignet ist.
- Vorliegend ist die Führungsnut 1 als T-Nut ausgebildet, mit einer Bodenfläche 10, zwei seitlichen Wänden 11, 12 sowie zwei nach Innen ragenden Vorsprüngen 13, 14, die eine Einschnürung und damit jeweils einen Hinterschnitt der Führungsnut 1 bilden.
- Das Sensorgehäuse 2 weist einen Grundkörper 20 auf, in den ein Magnetfeldsensor 5 einsetzbar ist, vergleiche Fig. 2, und der mit einem Langloch 21 versehen ist. Der Grundkörper 20 des Sensorgehäuses 2 hintergreift mit einer Schulter 23 einen der beiden Vorsprünge 13, 14 der Führungsnut 1 und ist auf seiner der Bodenfläche 10 zugewandten Seite abschnittsweise keilförmig ausgebildet.
- Zwischen dem keilförmigen Abschnitt 25 des Sensorgehäuses 2 und der Bodenfläche 10 der Führungsnut 1 ist eine keilförmige Mutter 3 angeordnet, die ein Innengewinde 30 aufweist und deren dem Sensorgehäuse 2 zugewandte Oberfläche als Keilfläche 35 ausgebildet ist, die mit der entsprechenden Keilfläche 25 des Sensorgehäuses 2 zusammenwirkt.
- Einzelheiten des Aufbaus des Sensorgehäuses 2 einerseits sowie der keilförmigen Mutter 3 andererseits sind den Fig. 3a bis 3d bzw. 4a bis 4c entnehmbar, auf die ergänzend Bezug genommen wird.
- Das Langloch 21 in dem Sensorgehäuse 2 wird von dem Schaft 40 einer Schraube 4 (mit Zylinderkopf) durchgriffen, die in das Innengewinde 30 der keilförmigen Mutter 3 eingeschraubt ist. Die Größe, insbesondere der Durchmesser, des Zylinderkopfes 41 der Schraube 4 ist so gewählt, daß dieser den Rand des Langloches 21 zumindest teilweise übergreift und nicht in dieses hineinrutschen kann.
- Vor dem Einführen des Sensorgehäuses 2 in die Führungsnut 1 wird die keilförmige Mutter 3 derart bezüglich des Sensorgehäuses 2 angeordnet, daß sich die Keilflächen 25, 35 des Sensorgehäuses 2 einerseits und keilförmigen Mutter 3 andererseits genau überdecken. Diese Position wird fixiert, indem die Schraube 4 in das Innengewinde 30 der Mutter 3 eingeschraubt wird. Die Schraube 4 befindet sich dann an dem einen Ende des Langlochs 21, wie in Fig. 2 dargestellt. Das Sensorgehäuse 2 kann somit zusammen mit der keilförmigen Mutter 3 in einfacher Weise in einer Einsteckrichtung E senkrecht zur Erstreckungsrichtung R der Führungsnut 1 zwischen den Vorsprüngen 13, 14 hindurch in die Führungsnut 1 eingesteckt werden. Vorzugsweise ist zudem eine Verliersicherung vorgesehen, z. B. durch Kröpfen der Schraube.
- Nach dem Einstecken des Sensorgehäuses 2 zusammen mit der keilförmigen Mutter 3 wird die Zylinderkopfschraube 4 weiter in das Innengewinde 30 der keilförmigen Mutter 3 hineingeschraubt. Hierbei bewegt sich die keilförmige Mutter 3 in einer Querrichtung Q senkrecht zur Erstreckungsrichtung R der Führungsnut 1 sowie senkrecht zur Einsteckrichtung E hin zu einer Seitenwand 12 der Führungsnut 1. Hierbei wird ausgenutzt, daß nach dem Einsetzen des Sensorgehäuses 2 in die Führungsnut 1 in der Querrichtung Q hinreichend Spiel besteht, das eine Verschiebung der keilförmigen Mutter 3 in dieser Richtung Q gestattet. Die Schraube 4 kann sich dabei zusammen mit der keilförmigen Mutter 3 bewegen, da sich das Langloch 21, in dem die Schraube 4 aufgenommen ist, ebenfalls in jener Querrichtung Q erstreckt.
- Die Bewegung der keilförmigen Mutter 3 zusammen mit der Schraube 4 entlang der Querrichtung Q ist abgeschlossen, wenn das Sensorgehäuse 2 in der Führungsnut 1 fixiert ist. In diesem Zustand hintergreift die keilförmige Mutter 3 mit ihrem Rand 33 den anderen Vorsprung 14 der Führungsnut 1, der nicht durch die Schulter 23 des Sensorgehäuses 2 hintergriffen wird.
- Im Ergebnis wird nach Abschluß der Montage der eine Vorsprung 13 der Führungsnut 1 durch die Schulter 23 des Sensorgehäuses 2 und der andere Vorsprung 14 der Führungsnut 1 durch den Rand 33 der keilförmigen Mutter 3 hintergriffen. Das Sensorgehäuse ist hierdurch formschlüssig in der Führungsnut 1 gehalten. Gleichzeitig werden durch die Schraube 4, die mit ihrem Schaft 40 gegen die Bodenfläche 10 der Führungsnut 1 drückt, die Schulter 23 des Sensorgehäuses 2 sowie der Rand 33 der keilförmigen Mutter 3 jeweils gegen den zugeordneten Vorsprung 13, 14 verspannt. Hierdurch ist das Sensorgehäuse 2 zugleich kraft- bzw. reibschlüssig in der Führungsnut 1 fixiert.
- Alternativ kann die Länge des Schaftes 40 der Schraube 4 auch so gewählt sein, daß der Schaft 40 in jedem Fall geringfügig von der Bodenfläche 10 der Führungsnut 1 beabstandet ist. In diesem Fall ist die Bewegung der keilförmigen Mutter 3 zusammen mit der Schraube 4 entlang der Querrichtung Q abgeschlossen, wenn die Mutter 3 mit ihrem Rand 33 an einer Seitenwand 12 oder einem Vorsprung 14 der Führungsnut 1 in Anlage gerät. Das Sensorgehäuse 2 stellt sich hierbei schräg, so daß es sich einerseits im Bereich des Schaftes 40 der Schraube 4 an der Bodenfläche 10 der Führungsnut 1 abstützt und andererseits im Bereich seiner Schulter 23 an dem anderen Vorsprung 13 der Führungsnut 1. Das Sensorgehäuse 2 ist dann diagonal in der Führungsnut 1 verspannt, vergl. Fig. 5.
- Gemäß einer Weiterbildung können die zusammenwirkenden Schrägflächen 25, 35 des Sensorgehäuses 2 und der Mutter 3 jeweils mit einer Verzahnung versehen sein, um über einen Eingriff der beiden Verzahnungen eine definierte Vormontage des Sensorgehäuses 2 mit der Mutter 3 vor dem Einsetzen in die Führungsnut 1 zu erleichtern. Nach dem Einsetzen in die Führungsnut 1 muß dann zunächst der Eingriff der beiderseitigen Verzahnungen gelöst werden, um ein Verschieben der Mutter 3 relativ zu dem Sensorgehäuse 2 zu ermöglichen, was durch Lösen der Schraube 4 erreicht werden kann. Je nach räumlicher Anordnung der Führungsnut 1 kann die Mutter 3 dann - ggf. allein aufgrund ihres Gewichtes - in ihre Befestigungsposition gelangen.
- In Fig. 2 ist außerdem ein in einer Aufnahme 26 des Sensorgehäuses 2 eingesetzter Sensor 5 erkennbar, der eine LED 50 aufweist und über elektrische Anschlüsse 52 mit einem elektrischen Kabel K verbunden ist. Das elektrische Kabel K wird im eingebauten Zustand des Sensorgehäuses 2 in der Führungsnut 1 geführt. In den Fig. 3a bis 3d sind in diesem Zusammenhang eine an die Aufnahme 26 für den Sensor 5 anschließende Kabeldurchführung 27 des Sensorgehäuses sowie der nicht abgeschrägte Bodenbereich 24 des Sensorgehäuses 2 erkennbar.
- Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 hinsichtlich der Ausbildung der Führung 1'. Die Führung 1' (z. B. ein Spalt oder eine Nut) weist keine Verjüngung auf, so daß eine formschlüssige Halterung des Sensorgehäuses in der Führungsnut 1' nicht möglich ist. Statt dessen wird hier die Verschiebung der keilförmigen Mutter 3 in Querrichtung Q genutzt, um das Sensorgehäuse 2 zwischen den beiden seitlichen Wänden 11', 12' der Führung 1' einzuklemmen, wobei sich das Sensorgehäuse an der einen Wand 11' unmittelbar und an der anderen Wand 12' über den Rand 33 der keilförmigen Mutter 3 abstützt.
- Die Fig. 7 und 8a bis 8c zeigen eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 hinsichtlich der Ausbildung der keilförmigen Mutter 3, und zwar desjenigen Randes der keilförmigen Mutter 3, über den sich jene an der Führungsnut 1 abstützt.
- Gemäß Fig. 7 stützen sich sowohl das Sensorgehäuse 2 als auch die keilförmige Mutter 3 jeweils mit einer Schulter 23a, 23b bzw. 33a, 33b an einem Vorsprung 13 bzw. 14 der Führungsnut 1 ab. Die Schultern 23a, 23b und 33a, 33b werden dabei gebildet durch zwei senkrecht zueinander verlaufende Abschnitte 23a, 23b des Sensorgehäuses 2 bzw. entsprechende Abschnitte 33a, 33b der keilförmigen Mutter 3.
- Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist also vorliegend nicht nur derjenige Abschnitt, über den sich das Sensorgehäuse 2 an einem Vorsprung 13 der Führungsnut 1 abstützt, sondern auch derjenige Abschnitt, über den sich die keilförmige Mutter 3 an einem Vorsprung 14 der Führungsnut 1 abstützt als Schulter mit zwei senkrecht zueinander verlaufenden Kanten (also stufenförmig) ausgebildet. Hierdurch können Toleranzen in den Abmaßen der Führungsnut 1 besser ausgeglichen werden.
Claims (19)
einer längserstreckten Führung,
einem Sensorgehäuse, das in die Führung einsetzbar ist, und
Mitteln, die eine Arretierung des Sensorgehäuses in der Führung ermöglichen,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Sensorgehäuse (2) ein nach dem Einsetzen des Sensorgehäuses (2) in die Führung (1) quer zu einer Erstreckungsrichtung (R) der Führung (1) verschiebbares Halteelement (3) vorgesehen ist, durch dessen Verschiebung das Sensorgehäuse (2) in der Führung (1) arretiert wird.
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