DE102017222040A1 - System comprising a body with a recess and a sensor device fixed in the recess and a method for mounting a sensor device in a recess of a body - Google Patents

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flexible element
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Stefan Gaier
Jürgen Seidel
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (10, 11, 12) mit einem Körper (15), welcher eine Ausnehmung (17) aufweist. In diese Ausnehmung (17) ist eine Sensorvorrichtung (20) eingebracht und darin fixiert.
Ein Kern der Erfindung besteht darin, dass die Sensorvorrichtung (20) mit wenigstens einem flexiblen Element (30) derartig verbunden ist, dass die Sensorvorrichtung (20) mittels des flexiblen Elements (30) kraftschlüssig in der Ausnehmung (17) fixiert ist.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Montage einer Sensorvorrichtung (20) in eine Ausnehmung (17) eines Körpers (15).

Figure DE102017222040A1_0000
The invention relates to a system (10, 11, 12) having a body (15) which has a recess (17). In this recess (17), a sensor device (20) is introduced and fixed therein.
A core of the invention consists in that the sensor device (20) is connected to at least one flexible element (30) in such a way that the sensor device (20) is fixed in a non-positive manner in the recess (17) by means of the flexible element (30).
The invention also relates to a method for mounting a sensor device (20) in a recess (17) of a body (15).
Figure DE102017222040A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein System mit einem Körper, welcher eine Ausnehmung aufweist. In diese Ausnehmung ist eine Sensorvorrichtung eingebracht und darin fixiert.The invention relates to a system with a body which has a recess. In this recess, a sensor device is introduced and fixed therein.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Montage einer Sensorvorrichtung in einer Ausnehmung eines Körpers.The invention also relates to a method for mounting a sensor device in a recess of a body.

Ein solches System bzw. ein solches Verfahren ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift WO 2014/195309 A1 offenbart. In dieser ist eine Leiterplatte offenbart, auf welcher mehrere Sensoren beabstandet zueinander angeordnet sind, um Messwerte über die ganze Länge einer Walze ermitteln zu können. Die Messeinrichtung wird hierfür in eine Ausnehmung des Walzenkörpers eingebracht und anschließend vergossen oder eingeschweißt. Als Sensoren können beispielsweise Temperatursensoren, Beschleunigungssensoren oder Drehratensensoren dienen. Mittels der Temperatursensoren können beispielsweise Temperaturwerte der Walzenoberfläche erfasst werden. Anhand der erfassten Temperaturwerte kann beispielsweise die Walzenlagerung überwacht werden oder auch auf Prozessparameter beim Walzvorgang geschlossen werden. Des Weiteren kann beispielsweise mittels von den Beschleunigungssensor und/oder Drehratensensoren erfassten Messwerten auf einen Betriebszustand und eine Laufzeit der Walze oder auch auf einen Lagerzustand der Walze, wie beispielsweise eine Unwucht, geschlossen werden.Such a system or such a method is for example in the published patent application WO 2014/195309 A1 disclosed. In this a printed circuit board is disclosed, on which a plurality of sensors are arranged at a distance from one another in order to be able to determine measured values over the entire length of a roller. The measuring device is for this purpose introduced into a recess of the roller body and then cast or welded. As sensors, for example, temperature sensors, acceleration sensors or yaw rate sensors can be used. By way of example, temperature values of the roll surface can be detected by means of the temperature sensors. On the basis of the recorded temperature values, for example, the roll storage can be monitored or also closed on process parameters during the rolling process. Furthermore, it is possible, for example, to conclude an operating state and a running time of the roll or also a stored state of the roll, such as an imbalance, by means of measured values acquired by the acceleration sensor and / or rotation rate sensors.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft ein System mit einem Körper, welcher eine Ausnehmung aufweist. In diese Ausnehmung ist eine Sensorvorrichtung eingebracht und darin fixiert.
Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Sensorvorrichtung mit wenigstens einem flexiblen Element derartig verbunden ist, dass die Sensorvorrichtung mittels des flexiblen Elements kraftschlüssig in der Ausnehmung fixiert ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass kein Einsatz von Kleb- oder Schweißstoffen nötig ist. Hierdurch kann das System auch beispielsweise bei besonderen Anforderungen genutzt werden, wie sie beispielsweise in der Lebensmittelverarbeitung bezüglich der Verträglichkeit der Materialien des Systems für den Menschen auftreten. Zudem ist es vorteilhafterweise nicht notwendig, die Sensorvorrichtung zu verkleben oder formschlüssig in die Ausnehmung einzubringen, um die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung zu fixieren. Insbesondere sind bei einem Formschluss sehr enge Toleranzen einzuhalten, damit die Sensorvorrichtung überhaupt in die Ausnehmung eingebracht werden kann. Somit kann die Montage der Sensorvorrichtung in die Ausnehmung des Körpers besonders einfach, schnell und kostengünstig durchgeführt werden. Zudem ist eine solche kraftschlüssige Fixierung wieder recht einfach zu lösen, wodurch beispielsweise ein Austausch der Sensorvorrichtung ohne großen Aufwand möglich ist.The invention relates to a system with a body which has a recess. In this recess, a sensor device is introduced and fixed therein.
One aspect of the invention is that the sensor device is connected to at least one flexible element in such a way that the sensor device is fixed in a non-positive manner in the recess by means of the flexible element.
The advantage here is that no use of adhesives or welding materials is necessary. As a result, the system can also be used, for example, for special requirements, such as those that occur, for example, in food processing with regard to the compatibility of the materials of the system for humans. In addition, it is advantageously not necessary to glue the sensor device or to introduce it into the recess in a form-fitting manner in order to fix the sensor device in the recess. In particular, very tight tolerances are to be maintained in the case of a form fit, so that the sensor device can even be introduced into the recess. Thus, the mounting of the sensor device in the recess of the body can be carried out particularly easily, quickly and inexpensively. In addition, such a frictional fixation is again quite easy to solve, whereby, for example, an exchange of the sensor device is possible without much effort.

Der Körper kann beispielsweise ein Walzkörper zur Verarbeitung verschiedener Produkte wie z. B. Lebensmittel sein.The body may, for example, a rolling body for processing various products such. B. be food.

Die Ausnehmung des Körpers kann beispielsweise eine Bohrung, ein Sackloch, eine Mulde oder ein Durchbruch sein.The recess of the body may be, for example, a bore, a blind hole, a depression or a breakthrough.

Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise derartig ausgestaltet sein, dass auf einer Leiterplatte wenigstens eine Sensoreinheit und gegebenenfalls noch weitere Bauelemente angeordnet sind. Die Sensoreinheit weist beispielsweise einen Temperatursensor auf und könnte zusätzlich oder auch alternativ einen Beschleunigungssensor oder Drehratensensor aufweisen. Zudem kann die Sensorvorrichtung beispielsweise eine Verarbeitungseinheit, einen Energiespeicher oder auch eine Kommunikationseinheit aufweisen.By way of example, the sensor device can be configured in such a way that at least one sensor unit and optionally further components are arranged on a printed circuit board. The sensor unit has, for example, a temperature sensor and could additionally or alternatively have an acceleration sensor or yaw rate sensor. In addition, the sensor device can have, for example, a processing unit, an energy store or even a communication unit.

Unter flexiblem Element ist zu verstehen, dass sich dieses Element durch eine äußere Krafteinwirkung verformen lässt, insbesondere reversibel. Aufgrund dieser Verformung kann das flexible Element wiederum eine Gegenkraft ausüben. Diese Gegenkraft wird schließlich genutzt, um die kraftschlüssige Fixierung zu ermöglichen.Under flexible element is to be understood that this element can be deformed by an external force, in particular reversible. Due to this deformation, the flexible element can in turn exert a counterforce. This counterforce is finally used to allow the frictional fixation.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass das wenigstens eine flexible Element als Federelement ausgestaltet ist und mit der Sensoreinrichtung verbunden ist, wobei die Sensorvorrichtung mittels des Federelements in der Ausnehmung fixiert ist, indem mittels des Federelements eine Kraft zwischen der Sensorvorrichtung und einer Innenwand der Ausnehmung wirkt.
Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Federelement kostengünstig herstellbar und sehr einfach mit der Sensorvorrichtung verbindbar ist. Das Federelement ist vorzugsweise direkt bzw. unmittelbar mit der Sensorvorrichtung verbunden. Das Federelement kann beispielsweise spiral- oder s-förmig ausgestaltet sein und zum Beispiel auf der Leiterplatte der Sensorvorrichtung angelötet oder angeschweißt sein.An embodiment of the system according to the invention provides that the at least one flexible element is designed as a spring element and is connected to the sensor device, wherein the sensor device is fixed by means of the spring element in the recess by a force between the sensor device and an inner wall of the Recess acts.
The advantage here is that a spring element can be produced inexpensively and very easily connected to the sensor device. The spring element is preferably connected directly or directly to the sensor device. The spring element can be designed, for example, in a spiral or s-shape and, for example, soldered or welded onto the printed circuit board of the sensor device.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die Sensorvorrichtung auf sich gegenüberliegenden Seiten der Sensorvorrichtung jeweils mit einem Federelement verbunden ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass durch eine derartige Anordnung von zwei Federelementen die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung besser ausgerichtet werden kann. Weisen die Federelemente beispielsweise die gleichen Eigenschaften bezüglich Federkonstante und Ausrichtung auf, so wird die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung zentriert.An embodiment of the system according to the invention provides that the sensor device is connected in each case to a spring element on opposite sides of the sensor device.
The advantage here is that by such an arrangement of two spring elements the Sensor device in the recess can be aligned better. For example, if the spring elements have the same properties with respect to spring constant and orientation, then the sensor device is centered in the recess.

Als gegenüberliegende Seiten der Sensorvorrichtung sind hierbei insbesondere die Ober- und Unterfläche einer Leiterplatte der Sensorvorrichtung zu verstehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Seitenflächen der Leiterplatte als gegenüberliegende Seiten herangezogen werden, sollten diese es ermöglichen, dass die Federn zwischen der Leiterplatte und der Innenwand der Ausnehmung jeweils eine Kraft in radialer Richtung ausüben können, um eine kraftschlüssige Fixierung zu ermöglichen.In this case, the opposite sides of the sensor device are, in particular, the upper and lower surfaces of a printed circuit board of the sensor device. However, it is also conceivable that the side surfaces of the circuit board are used as opposite sides, they should allow that the springs between the circuit board and the inner wall of the recess can each exert a force in the radial direction to allow a frictional fixation.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das wenigstens eine flexible Element als Drahtgeflecht, insbesondere als Stent, ausgestaltet ist. Das Drahtgeflecht ist über wenigstens ein Halteelement mit der Sensorvorrichtung verbunden. Zudem umschließt das Drahtgeflecht die Sensorvorrichtung entlang einer Innenwand der Ausnehmung derartig durchgängig, dass radiale Kräfte in Richtung der Innenwand der Ausnehmung wirken, um die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung kraftschlüssig zu fixieren. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch das an der Innenwand der Ausnehmung umlaufende Drahtgeflecht, welches in radialer Richtung eine Kraft ausübt, eine besonders sichere Fixierung der über das Halteelement mit dem Drahtgeflecht verbundenen Sensorvorrichtung in der Ausnehmung möglich ist. Zusätzlich zum Kraftschluss wird durch das Drahtgeflecht noch ein Formschluss erzeugt, welcher die Stabilität der Fixierung nochmals erhöhen kann.According to one embodiment of the system according to the invention it is provided that the at least one flexible element as a wire mesh, in particular as a stent, is configured. The wire mesh is connected to the sensor device via at least one retaining element. In addition, the wire mesh encloses the sensor device along an inner wall of the recess in such a continuous manner that radial forces act in the direction of the inner wall of the recess in order to force-fit the sensor device in the recess. The advantage here is that a particularly secure fixing of the connected via the holding element to the wire mesh sensor device in the recess is possible by the circulating on the inner wall of the recess wire mesh which exerts a force in the radial direction. In addition to the frictional connection, a form-fitting connection is generated by the wire mesh, which can further increase the stability of the fixation.

Unter Halteelement ist hierbei ein Bauteil zu verstehen, welches die Sensorvorrichtung mit dem Drahtgeflecht verbindet und gegenüber dem Drahtgeflecht in Position hält. Beispielsweise kann ein solches Halteelement als einfaches Drahtstück ausgebildet sein, welches auf der Leiterplatte sowie am Drahtgeflecht angelötet ist. Das Halteelement kann hierbei insbesondere derartig ausgestaltet sein, dass der Abstand zwischen Sensorvorrichtung und Drahtgeflecht veränderbar ist. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem das Drahtstück einen Knick aufweist, an welchem das Drahtstück biegbar ist.Under holding element here is a component to understand, which connects the sensor device with the wire mesh and holds against the wire mesh in position. For example, such a holding element may be formed as a simple piece of wire, which is soldered to the circuit board and the wire mesh. The holding element can in this case be designed in particular such that the distance between the sensor device and the wire mesh is variable. This can be achieved, for example, by the piece of wire having a kink, on which the piece of wire is bendable.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung eine Sensoreinheit mit einem Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Körpers aufweist.
Dabei ist die Sensorvorrichtung vorzugsweise mittels des flexiblen Elements derart kraftschlüssig in der Ausnehmung fixiert, dass die Sensorvorrichtung und der Körper thermisch gekoppelt sind.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Wärme des Körpers über das flexible Element an die Sensorvorrichtung geleitet werden kann, wodurch eine sehr exakte Messung der Temperatur des Körpers ermöglicht werden kann.
Insbesondere kann das Federelement metallisch sein oder auch ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Hierdurch kann die Temperatur des Körpers besonders gut an die Sensorvorrichtung weitergegeben und von dieser mittels des entsprechenden Temperatursensors erfasst werden.
Insbesondere können das Drahtgeflecht sowie das Halteelement metallisch sein oder auch ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Hierdurch kann die Temperatur des Körpers besonders gut an die Sensorvorrichtung weitergegeben und von dieser mittels des entsprechenden Temperatursensors erfasst werden.According to one embodiment of the system according to the invention, it is provided that the sensor device has a sensor unit with a temperature sensor for detecting the temperature of the body.
In this case, the sensor device is preferably fixed by means of the flexible element in such a force-fit manner in the recess that the sensor device and the body are thermally coupled.
The advantage here is that the heat of the body can be passed through the flexible element to the sensor device, whereby a very accurate measurement of the temperature of the body can be made possible.
In particular, the spring element can be metallic or also have a material with good thermal conductivity. As a result, the temperature of the body can be passed on particularly well to the sensor device and detected by the latter by means of the corresponding temperature sensor.
In particular, the wire mesh and the holding element may be metallic or may also have a material with good thermal conductivity. As a result, the temperature of the body can be passed on particularly well to the sensor device and detected by the latter by means of the corresponding temperature sensor.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Montage einer Sensorvorrichtung in eine Ausnehmung eines Körpers, wobei die Sensorvorrichtung mit wenigstens einem flexiblen Element verbunden ist, umfassend wenigstens folgende Verfahrensschritte:

  1. a. Einbringen der Sensorvorrichtung und des damit verbundenen flexiblen Elements in die Ausnehmung des Körpers, und
  2. b. Verändern der Form des wenigstens einen flexiblen Elements derartig, dass die Sensorvorrichtung mittels des flexiblen Elements kraftschlüssig in der Ausnehmung fixiert wird.
Vorteilhaft ist hierbei, dass es nicht notwendig ist, die Sensorvorrichtung zu verkleben oder formschlüssig in die Ausnehmung einzubringen, um die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung zu fixieren. Insbesondere sind bei einem Formschluss sehr enge Toleranzen einzuhalten, damit die Sensorvorrichtung überhaupt in die Ausnehmung eingebracht werden kann. Somit kann die Montage der Sensorvorrichtung in die Ausnehmung des Körpers besonders einfach und kostengünstig durchgeführt werden. Zudem ist eine solche kraftschlüssige Fixierung wieder recht einfach zu lösen, wodurch beispielsweise ein Austausch der Sensorvorrichtung ohne großen Aufwand möglich ist.The invention also relates to a method for mounting a sensor device in a recess of a body, wherein the sensor device is connected to at least one flexible element, comprising at least the following method steps:
  1. a. Inserting the sensor device and the associated flexible element in the recess of the body, and
  2. b. Changing the shape of the at least one flexible element such that the sensor device is fixed by means of the flexible element frictionally in the recess.
It is advantageous here that it is not necessary to glue the sensor device or to introduce it into the recess in a form-fitting manner in order to fix the sensor device in the recess. In particular, very tight tolerances are to be maintained in the case of a form fit, so that the sensor device can even be introduced into the recess. Thus, the assembly of the sensor device into the recess of the body can be carried out in a particularly simple and cost-effective manner. In addition, such a frictional fixation is again quite easy to solve, whereby, for example, an exchange of the sensor device is possible without much effort.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das wenigstens eine flexible Element als Federelement ausgestaltet ist, wobei das Federelement mit der Sensorvorrichtung direkt verbunden ist und im Verfahrensschritt a zusammengedrückt und anschließend im Verfahrensschritt b wieder entspannt wird, sodass eine Kraft zwischen der Sensorvorrichtung und einer Innenwand der Ausnehmung wirkt, um die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung kraftschlüssig zu fixieren.
Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Federelement kostengünstig herstellbar und sehr einfach mit der Sensorvorrichtung verbindbar ist. Zudem ist eine derartige Montage der Sensorvorrichtung in die Ausnehmung des Körpers schnell und einfach durchzuführen, wodurch diese beispielsweise auch erst im Feldeinsatz des Systems durch einen Service-Techniker erfolgen kann.According to one embodiment of the method according to the invention it is provided that the at least one flexible element is designed as a spring element, wherein the spring element is directly connected to the sensor device and compressed in step a and then relaxed again in step b, so that a force between the sensor device and an inner wall of the recess acts to fix the sensor device in the recess frictionally.
The advantage here is that a spring element inexpensive to produce and very easy with the Sensor device is connectable. In addition, such a mounting of the sensor device in the recess of the body is carried out quickly and easily, which, for example, this can be done only in the field use of the system by a service technician.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das wenigstens eine flexible Element als Drahtgeflecht, insbesondere Stent, ausgestaltet ist, wobei das Drahtgeflecht über wenigstens ein Halteelement mit der Sensorvorrichtung verbunden ist und im Verfahrensschritt a zusammengefaltet ist und im Verfahrensschritt b derartig aufgeweitet wird, dass radiale Kräfte in Richtung einer Innenwand der Ausnehmung wirken, um die Sensorvorrichtung in der Ausnehmung kraftschlüssig zu fixieren.
Vorteilhaft ist hierbei, dass durch das an der Innenwand der Ausnehmung umlaufende Drahtgeflecht, welches in radialer Richtung eine Kraft ausübt, eine besonders sichere Fixierung der über das wenigstens eine Halteelement mit dem Drahtgeflecht verbundenen Sensorvorrichtung in der Ausnehmung möglich ist. Zusätzlich zum Kraftschluss wird durch das Drahtgeflecht noch ein Formschluss erzeugt, welcher die Stabilität der Fixierung nochmals erhöhen kann.According to one embodiment of the system according to the invention, it is provided that the at least one flexible element is configured as a wire mesh, in particular a stent, wherein the wire mesh is connected to the sensor device via at least one holding element and is folded together in method step a and expanded in step b, in that radial forces act in the direction of an inner wall of the recess in order to force-fit the sensor device in the recess.
It is advantageous here that a particularly secure fixing of the at least one holding element connected to the wire mesh sensor device in the recess is possible by the circulating on the inner wall of the recess wire mesh which exerts a force in the radial direction. In addition to the frictional connection, a form-fitting connection is generated by the wire mesh, which can further increase the stability of the fixation.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. 1 shows a first embodiment of a system according to the invention.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. 2 shows a second embodiment of a system according to the invention.
  • 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. 3 shows a third embodiment of a system according to the invention.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer Sensorvorrichtung in eine Ausnehmung eines Körpers. 4 shows an embodiment of a method according to the invention for mounting a sensor device in a recess of a body.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. Dargestellt ist ein System 10. Das System 10 weist Körper 15 auf. Dieser Körper 15 kann beispielsweise ein Walzenkörper sein, welcher im Wesentlichen metallisch ist. Unter im Wesentlichen metallischen Körper ist zu verstehen, dass der Körper hauptsächlich aus einem metallischen Material besteht, jedoch auch geringfügig andere, nicht metallische Inhaltsstoffe aufweisen kann. So können die nicht metallischen Inhaltstoffe beispielsweise Verunreinigungen darstellen. Allerdings kann der metallische Körper beispielsweise auch Kunststoffteile aufweisen, welche z. B als Kanten- oder Eckenschutz für den metallischen Körper dienen oder auch andere Aufgaben wie eine Abdichtung gegenüber der Umgebung ermöglichen.
Der Körper 15 weist wiederum eine Ausnehmung 17 auf. Die Ausnehmung 17 kann beispielsweise eine Bohrung, ein Sackloch, eine Mulde oder ein Durchbruch im Körper 15 auf einer Stirnseite des Körpers 15 sein. In die Ausnehmung 17 ist eine Sensorvorrichtung 20 eingebracht. Die Sensorvorrichtung 20 ist hierbei insbesondere über eine Öffnung 19 in die Ausnehmung 17 eingebracht worden. 1 shows a first embodiment of a system according to the invention. Shown is a system 10 , The system 10 shows body 15 on. This body 15 For example, it may be a roller body which is substantially metallic. By substantially metallic body is meant that the body is mainly composed of a metallic material, but may also have slightly different non-metallic ingredients. For example, the non-metallic ingredients can be impurities. However, the metallic body, for example, also have plastic parts which z. B serve as edge or corner protection for the metallic body or also allow other tasks such as a seal against the environment.
The body 15 again has a recess 17 on. The recess 17 For example, a hole, a blind hole, a hollow or a breakthrough in the body 15 on a front side of the body 15 his. In the recess 17 is a sensor device 20 brought in. The sensor device 20 is in this case in particular via an opening 19 into the recess 17 been introduced.

Die Sensorvorrichtung 20 weist eine Sensoreinheit 22 auf. Die Sensoreinheit 22 weist beispielsweise einen Temperatursensor auf. Die Sensoreinheit 22 könnte zusätzlich oder alternativ auch beispielsweise einen Beschleunigungssensor oder Drehratensensor aufweisen. Die Sensorvorrichtung 20 weist hierbei insbesondere eine Leiterplatte 21 auf, auf welcher die Sensoreinheit 22 oder auch weitere Bauelemente angeordnet sein können.
Zudem kann die Sensorvorrichtung 20 beispielsweise eine bildlich nicht dargestellte Verarbeitungseinheit oder auch eine bildlich nicht dargestellte Kommunikationseinheit oder auch einen bildlich nicht dargestellten Energiespeicher aufweisen.The sensor device 20 has a sensor unit 22 on. The sensor unit 22 has, for example, a temperature sensor. The sensor unit 22 Additionally or alternatively, for example, could also have an acceleration sensor or yaw rate sensor. The sensor device 20 here in particular has a printed circuit board 21 on which the sensor unit 22 or other components may be arranged.
In addition, the sensor device 20 For example, have a processing unit not shown pictorially or a communication unit not shown pictorially or also have a non-illustrated energy storage.

Die Sensorvorrichtung 20 ist des Weiteren mit einem flexiblen Element 30 verbunden. Das flexible Element 30 ist hierbei als Federelement 31 ausgestaltet. Das Federelement 31 ist spiralförmig ausgestaltet, könnte alternativ jedoch auch beispielsweise s-förmig ausgestaltet sein. Das Federelement 31 ist beispielsweise auf der Leiterplatte 21 der Sensorvorrichtung 20 angelötet, könnte jedoch auch anderweitig befestigt sein.
Das Federelement 31 ist zudem derartig angeordnet und ausgestaltet, dass es eine Anpresskraft aufweist, mit welcher das Federelement 31 gegen eine Innenwand 18 der Ausnehmung 17 drückt, wodurch eine Kraft F zwischen der Sensorvorrichtung 20 und der Innenwand 18 der Ausnehmung 17 wirkt und folglich eine kraftschlüssige Fixierung der Sensorvorrichtung 20 ermöglicht wird. Weist die Sensoreinheit 22 einen Temperatursensor auf, welcher die Temperatur des Körpers 15 erfassen soll, weist insbesondere das flexible Element 30 bzw. das Federelement 31 ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit auf. Hierdurch kann durch den direkten und guten Kontakt des flexiblen Elements 30 mit der Innenwand 18 der Ausnehmung 17 zum Einen und der Verbindung des flexiblen Elements 30 mit der Sensorvorrichtung 20 eine besonders gute Wärmeleitung vom Körper 15 zur Sensoreinheit 22 und somit eine zuverlässige Temperaturmessung des Körpers 15 erfolgen.The sensor device 20 is further with a flexible element 30 connected. The flexible element 30 is here as a spring element 31 designed. The spring element 31 is configured spirally, but could alternatively be designed, for example, s-shaped. The spring element 31 is for example on the circuit board 21 the sensor device 20 soldered, but could also be fixed elsewhere.
The spring element 31 is also arranged and configured such that it has a contact pressure, with which the spring element 31 against an inner wall 18 the recess 17 pushes, causing a force F between the sensor device 20 and the inner wall 18 the recess 17 acts and consequently a non-positive fixation of the sensor device 20 is possible. Indicates the sensor unit 22 a temperature sensor which measures the temperature of the body 15 should capture, in particular, the flexible element 30 or the spring element 31 a material with good thermal conductivity. This can be achieved by the direct and good contact of the flexible element 30 with the inner wall 18 the recess 17 on the one hand and the connection of the flexible element 30 with the sensor device 20 a particularly good heat conduction from the body 15 to the sensor unit 22 and thus a reliable temperature measurement of the body 15 respectively.

In einem weiteren, bildlich nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann zudem ein Verschlusselement vorgesehen sein, welches die Ausnehmung 17 bzw. Öffnung 19 verschließt und somit die Sensorvorrichtung 20 vor äußeren Einflüssen schützt.In a further, not pictorially illustrated embodiment may also be provided a closure element, which the recess 17 or opening 19 closes and thus the sensor device 20 protects against external influences.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. Dargestellt ist ein System 11, welches dem erfindungsgemäßen System 10 nach 1 ähnelt.
Das System 11 unterscheidet sich von dem System 10 nach 1 lediglich darin, dass die Sensorvorrichtung 20 mit zwei Federelementen 31 verbunden ist. Diese beiden Federelemente 31 sind hierbei auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte 21 der Sensorvorrichtung 20 angeordnet, wobei die beiden Federelemente 31 an der Haupterstreckungsebene der Leiterplatte 21 gespiegelt angeordnet sind. Die beiden Federelemente 31 weisen insbesondere die gleichen Federeigenschaften auf, wodurch die Sensorvorrichtung 20 in der Ausnehmung 17 zentriert angeordnet ist. 2 shows a second embodiment of a system according to the invention. Shown is a system 11 which is the system according to the invention 10 to 1 similar.
The system 11 is different from the system 10 to 1 only in that the sensor device 20 with two spring elements 31 connected is. These two spring elements 31 are here on opposite sides of the circuit board 21 the sensor device 20 arranged, wherein the two spring elements 31 at the main extension plane of the circuit board 21 are arranged mirrored. The two spring elements 31 In particular, have the same spring characteristics, whereby the sensor device 20 in the recess 17 is arranged centered.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems. Dargestellt ist ein System 12, welches ähnlich wie die erfindungsgemäßen Systeme 10 bzw. 11 nach 1 bzw. 2 ausgestaltet ist.
Das System 12 unterscheidet sich von dem System 10 bzw. 11 nach 1 bzw. 2 darin, dass das flexible Element 30 als Drahtgeflecht 32 ausgestaltet ist. Dieses Drahtgeflecht 32 kann insbesondere ein Stent sein. Die Sensorvorrichtung 20 ist über Halteelemente 25 mit dem Drahtgeflecht 32 verbunden und wird hierdurch in einer festen Position gegenüber dem Drahtgeflecht 32 gehalten. Die Halteelemente 25 sind insbesondere auf sich gegenüberliegenden Seiten des Drahtgeflechts 32 angeordnet und können vorteilhafterweise Drähte des Drahtgeflechts 32 sein. Die Halteelemente 25 können hierbei insbesondere einen bildlich nicht dargestellten Knick aufweisen, wodurch der Abstand zwischen Sensorvorrichtung 20 und Drahtgeflecht 32 bei einer entsprechenden Krafteinwirkung veränderbar ist.
Das Drahtgeflecht 32 ist derartig angeordnet, dass es die Sensorvorrichtung 20 entlang einer Innenwand 18 der Ausnehmung 17 durchgängig umschließt und zudem radiale Kräfte Fr in Richtung der Innenwand 18 der Ausnehmung 17 wirken, um eine kraftschlüssige Fixierung zu ermöglichen. Das Drahtgeflecht 32 ist aus einem Draht aufgebaut, welcher maschenförmig verbunden ist, sodass sich ein röhrenförmiges Drahtgeflecht 32 bildet, welches die Sensorvorrichtung 20 entlang der Innenwand 18 der Ausnehmung 17 vollständig umgibt.
Weist die Sensoreinheit 22 einen Temperatursensor auf, welcher die Temperatur des Körpers 15 erfassen soll, weist insbesondere das Drahtgeflecht 32 sowie die Halteelemente 25 jeweils ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit auf. Hierdurch kann durch den Kontakt des flexiblen Drahtgeflechts mit der Innenwand 18 der Ausnehmung 17 zum Einen und der Verbindung des Drahtgeflechts 32 über die Halteelemente 25 mit der Sensorvorrichtung 20 zum Anderen eine besonders gute Wärmeleitung vom Körper 15 zur Sensoreinheit 22 und somit eine zuverlässige Temperaturmessung des Körpers 15 erfolgen. Der Temperatursensor sollte folglich in einem Bereich der Verbindung zu einem der Halteelemente 25 angeordnet sein. 3 shows a third embodiment of a system according to the invention. Shown is a system 12 which is similar to the systems of the invention 10 or. 11 to 1 or. 2 is designed.
The system 12 is different from the system 10 or. 11 to 1 or. 2 in that the flexible element 30 as a wire mesh 32 is designed. This wire mesh 32 may in particular be a stent. The sensor device 20 is about holding elements 25 with the wire mesh 32 and thereby becomes in a fixed position relative to the wire mesh 32 held. The holding elements 25 are especially on opposite sides of the wire mesh 32 arranged and can advantageously wires of the wire mesh 32 his. The holding elements 25 In this case, in particular, they may have a kink, not shown pictorially, whereby the distance between the sensor device 20 and wire mesh 32 is changeable at a corresponding force.
The wire mesh 32 is arranged such that it is the sensor device 20 along an inner wall 18 the recess 17 consistently encloses and also radial forces F r towards the inner wall 18 the recess 17 act to allow a frictional fixation. The wire mesh 32 is made of a wire, which is connected in mesh, so that a tubular wire mesh 32 forms, which the sensor device 20 along the inner wall 18 the recess 17 completely surrounds.
Indicates the sensor unit 22 a temperature sensor which measures the temperature of the body 15 should capture, in particular, the wire mesh 32 and the retaining elements 25 each a material with good thermal conductivity. This can be achieved by the contact of the flexible wire mesh with the inner wall 18 the recess 17 on the one hand and the connection of the wire mesh 32 over the holding elements 25 with the sensor device 20 on the other hand a particularly good heat conduction from the body 15 to the sensor unit 22 and thus a reliable temperature measurement of the body 15 respectively. The temperature sensor should therefore be in a region of connection to one of the retaining elements 25 be arranged.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage einer Sensorvorrichtung in eine Ausnehmung eines Körpers. 4 shows an embodiment of a method according to the invention for mounting a sensor device in a recess of a body.

Bei diesem Verfahren wird nach dem Start S in einem Verfahrensschritt a die Sensorvorrichtung 20 und das damit verbundene flexible Element 30 in die Ausnehmung 17 des Körpers 18 eingebracht.This procedure will after the start S in a method step a, the sensor device 20 and the associated flexible element 30 into the recess 17 of the body 18 brought in.

Anschließend an den Verfahrensschritt a wird in einem Verfahrensschritt b die Form des flexiblen Elements 30 derartig verändert, dass die Sensorvorrichtung 20 mittels des flexiblen Elements 30 kraftschlüssig in der Ausnehmung 17 fixiert wird.Subsequent to the process step a is in a process step b the shape of the flexible element 30 changed so that the sensor device 20 by means of the flexible element 30 non-positively in the recess 17 is fixed.

Das wenigstens eine flexible Element 30 kann beispielsweise als Federelement 31 ausgestaltet sein. Das Federelement 31 kann wiederum direkt mit der Sensorvorrichtung 20 verbunden sein. Für die Montage wird das Federelement 31 im Verfahrensschritt a zusammengedrückt und die Sensorvorrichtung 20 mit dem Federelement 31 in die Ausnehmung 17 eingebracht. Anschließend wird das Federelement 31 im Verfahrensschritt b wieder entspannt, sodass eine Kraft F zwischen der Sensorvorrichtung 20 und einer Innenwand 18 der Ausnehmung 17 wirkt, um die Sensorvorrichtung 20 in der Ausnehmung 17 kraftschlüssig zu fixieren.The at least one flexible element 30 For example, as a spring element 31 be designed. The spring element 31 can in turn directly with the sensor device 20 be connected. For mounting, the spring element 31 compressed in step a and the sensor device 20 with the spring element 31 into the recess 17 brought in. Subsequently, the spring element 31 relaxed in step b, so that a force F between the sensor device 20 and an inner wall 18 the recess 17 acts to the sensor device 20 in the recess 17 frictionally to fix.

Das wenigstens eine flexible Element 30 kann alternativ beispielsweise als Drahtgeflecht 32 ausgestaltet sein. Das Drahtgeflecht 32 kann wiederum über wenigstens ein Halteelement 25 mit der Sensorvorrichtung 20 verbunden sein. Im Verfahrensschritt a ist das Drahtgeflecht 32 noch zusammengefaltet und wird mit der Sensorvorrichtung 20 in die Ausnehmung 17 eingebracht. Als zusammengefaltet ist hierbei zu verstehen, dass der Durchmesser des Drahtgeflechts 32 noch kleiner als der Durchmesser der Öffnung 19 der Ausnehmung 17 ist. Hierdurch kann die Sensorvorrichtung 20 mit dem Drahtgeflecht 32 einfach in die Ausnehmung 17 eingeführt werden. Anschließend wird im Verfahrensschritt b das Drahtgeflecht 32 derartig aufgeweitet, dass radiale Kräfte Fr in Richtung einer Innenwand 18 der Ausnehmung 17 wirken, um die Sensorvorrichtung 20 in der Ausnehmung 17 kraftschlüssig zu fixieren.
Das Aufweiten des Drahtgeflechts 32 kann beispielsweise erfolgen, indem eine mechanische Kraft auf einen bzw. mehrere Punkte an einer Stirnseite 33 des Drahtgeflechts 32 auf das Drahtgeflecht 32 beaufschlagt wird. Durch diese mechanische Kraft wird das Drahtgeflecht 32 in axialer Richtung, aus welcher die Sensorvorrichtung 20 eingebracht wurde und aus welcher die mechanische Kraft wirkt, gestaucht und gleichzeitig in tangentialer Richtung aufgeweitet. Hierdurch vergrößert sich der Radius des Drahtgeflechts 32, bis das Drahtgeflecht 20 durchgängig an der Innenwand 18 der Ausnehmung 17 anliegt.
Alternativ kann das Drahtgeflecht 32 zur entsprechend Aufweitung auch einen Luftballon bzw. Blasebalg aufweisen, welcher nach Einbringen der Sensorvorrichtung 20 und des Drahtgeflechts 21 in die Ausnehmung 17 aufgeblasen wird. Durch den Luftballon bzw. Blasebalg wird das Drahtgeflecht 32 derartig verformt, dass es die Sensorvorrichtung 20 entlang der Innenwand 18 der Ausnehmung 17 durchgängig umschließt und radiale Kräfte in Richtung der Innenwand wirken, wodurch die mit dem Drahtgeflecht 32 verbundene Sensorvorrichtung 32 kraftschlüssig fixiert wird. Eine solche Art der Aufweitung wird auch Ballondilatation genannt.The at least one flexible element 30 Alternatively, for example, as a wire mesh 32 be designed. The wire mesh 32 in turn, via at least one retaining element 25 with the sensor device 20 be connected. In the process step a is the wire mesh 32 still folded and used with the sensor device 20 into the recess 17 brought in. As folded is to be understood here that the diameter of the wire mesh 32 even smaller than the diameter of the opening 19 the recess 17 is. As a result, the sensor device 20 with the wire mesh 32 just into the recess 17 be introduced. Subsequently, in the process step b the wire mesh 32 expanded in such a way that radial forces F r towards an interior wall 18 the recess 17 act to the sensor device 20 in the recess 17 frictionally to fix.
The widening of the wire mesh 32 For example, by applying a mechanical force to one or more points on a face 33 of the wire mesh 32 on the wire mesh 32 is charged. By this mechanical force is the wire mesh 32 in the axial direction, from which the sensor device 20 was introduced and from which the mechanical force acts, compressed and at the same time expanded in the tangential direction. This increases the radius of the wire mesh 32 until the wire mesh 20 consistently on the inner wall 18 the recess 17 is applied.
Alternatively, the wire mesh 32 for corresponding expansion also have a balloon or bellows, which after insertion of the sensor device 20 and the wire mesh 21 into the recess 17 is inflated. Through the balloon or bellows is the wire mesh 32 deformed such that it is the sensor device 20 along the inner wall 18 the recess 17 encloses continuously and radial forces acting in the direction of the inner wall, whereby the with the wire mesh 32 connected sensor device 32 is fixed non-positively. Such a type of expansion is also called balloon dilatation.

Nach dem Verfahrensschritt b ist die Montage der Sensorvorrichtung 20 abgeschlossen und das Verfahren wird beendet. Das durch eine solche entsprechende Montage erzeugte System ist beispielhaft in den 1 bis 3 dargestellt.After the process step b is the mounting of the sensor device 20 completed and the process is terminated. The system produced by such an appropriate assembly is exemplary in the 1 to 3 shown.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2014/195309 A1 [0003]WO 2014/195309 A1 [0003]

Claims (8)

System (10, 11, 12) mit einem Körper (15), insbesondere einem Walzenkörper, welcher eine Ausnehmung (17) aufweist, und mit einer Sensorvorrichtung (20), welche in die Ausnehmung (17) eingebracht und darin fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (20) mit wenigstens einem flexiblen Element (30) derartig verbunden ist, dass die Sensorvorrichtung (20) mittels des flexiblen Elements (30) kraftschlüssig in der Ausnehmung (17) fixiert ist.System (10, 11, 12) with a body (15), in particular a roller body, which has a recess (17), and with a sensor device (20) which is introduced into the recess (17) and fixed therein, characterized in that the sensor device (20) is connected to at least one flexible element (30) such that the sensor device (20) is fixed in a non-positive manner in the recess (17) by means of the flexible element (30). System (10, 11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine flexible Element (30) als Federelement (31) ausgestaltet ist und mit der Sensoreinrichtung (20) verbunden ist, wobei die Sensorvorrichtung (20) mittels des Federelements (31) in der Ausnehmung (18) fixiert ist, indem mittels des Federelements (31) eine Kraft (F) zwischen der Sensorvorrichtung (20) und einer Innenwand (18) der Ausnehmung (17) wirkt.System (10, 11) after Claim 1 , characterized in that the at least one flexible element (30) as a spring element (31) is configured and connected to the sensor device (20), wherein the sensor device (20) by means of the spring element (31) in the recess (18) is fixed in that a force (F) acts between the sensor device (20) and an inner wall (18) of the recess (17) by means of the spring element (31). System (11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (20) auf sich gegenüberliegenden Seiten der Sensorvorrichtung (20) jeweils mit einem Federelement (31) verbunden ist.System (11) after Claim 2 , characterized in that the sensor device (20) on opposite sides of the sensor device (20) is in each case connected to a spring element (31). System (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine flexible Element (30) als Drahtgeflecht (32), insbesondere als Stent, ausgestaltet ist, welches über wenigstens ein Halteelement (25) mit der Sensorvorrichtung (20) verbunden ist und welches die Sensorvorrichtung (20) entlang einer Innenwand (18) der Ausnehmung (17) derartig durchgängig umschließt, dass radiale Kräfte (Fr) in Richtung der Innenwand (18) der Ausnehmung (17) wirken, um die Sensorvorrichtung (20) in der Ausnehmung (18) kraftschlüssig zu fixieren.System (12) after Claim 1 , characterized in that the at least one flexible element (30) as a wire mesh (32), in particular as a stent, which is connected via at least one holding element (25) to the sensor device (20) and which the sensor device (20) along an inner wall (18) of the recess (17) encloses such a continuous, that radial forces (F r ) in the direction of the inner wall (18) of the recess (17) act to positively fix the sensor device (20) in the recess (18) , System (10, 11, 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (20) eine Sensoreinheit mit einem Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Körpers (15) aufweist.System (10, 11, 12) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device (20) has a sensor unit with a temperature sensor for detecting the temperature of the body (15). Verfahren zur Montage einer Sensorvorrichtung (20) in eine Ausnehmung (17) eines Körpers (15), wobei die Sensorvorrichtung (20) mit wenigstens einem flexiblen Element (30) verbunden ist, umfassend folgende Verfahrensschritte: a. Einbringen der Sensorvorrichtung (20) und des damit verbundenen flexiblen Elements (30) in die Ausnehmung (17), und b. Verändern der Form des wenigstens einen flexiblen Elements (30) derartig, dass die Sensorvorrichtung (20) mittels des flexiblen Elements (30) kraftschlüssig in der Ausnehmung (17) fixiert wird.Method for mounting a sensor device (20) in a recess (17) of a body (15), wherein the sensor device (20) is connected to at least one flexible element (30), comprising the following method steps: a. Inserting the sensor device (20) and the associated flexible element (30) in the recess (17), and b. Changing the shape of the at least one flexible element (30) such that the sensor device (20) by means of the flexible element (30) is fixed non-positively in the recess (17). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine flexible Element (30) als Federelement (31) ausgestaltet ist, wobei das Federelement (30) mit der Sensorvorrichtung (20) direkt verbunden ist und im Verfahrensschritt a zusammengedrückt und anschließend im Verfahrensschritt b wieder entspannt wird, sodass eine Kraft (F) zwischen der Sensorvorrichtung (20) und einer Innenwand (18) der Ausnehmung (17) wirkt, um die Sensorvorrichtung (20) in der Ausnehmung (17) kraftschlüssig zu fixieren.Method according to Claim 6 characterized in that the at least one flexible element (30) is designed as a spring element (31), wherein the spring element (30) is directly connected to the sensor device (20) and compressed in method step a and then relaxed again in method step b, a force (F) acts between the sensor device (20) and an inner wall (18) of the recess (17) in order to force-fit the sensor device (20) in the recess (17). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine flexible Element (30) als Drahtgeflecht (32), insbesondere Stent, ausgestaltet ist, wobei das Drahtgeflecht (32) über wenigstens ein Halteelement (25) mit der Sensorvorrichtung (20) verbunden ist und im Verfahrensschritt a zusammengefaltet ist und im Verfahrensschritt b derartig aufgeweitet wird, dass radiale Kräfte (Fr) in Richtung einer Innenwand (18) der Ausnehmung (17) wirken, um die Sensorvorrichtung (20) in der Ausnehmung (17) kraftschlüssig zu fixieren.Method according to Claim 6 , characterized in that the at least one flexible element (30) as a wire mesh (32), in particular stent, is configured, wherein the wire mesh (32) via at least one holding element (25) with the sensor device (20) is connected and in step a is folded and is expanded in step b such that radial forces (F r ) in the direction of an inner wall (18) of the recess (17) act to positively fix the sensor device (20) in the recess (17).
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