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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zur lösbaren klemmenden
Halterung eines elektrischen oder elektronischen Geräts, insbesondere
eines Sensors, mit einem eine schwalbenschwanzförmige Nut aufweisenden Klemmgehäuse zur
Aufnahme eines zur Nut korrespondierenden Befestigungsabschnitts
des Geräts,
und mit einem Verstellelement.
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Sensoren,
beispielsweise berührungslos
arbeitende induktive, kapazitive oder optische Sensoren, werden
in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen millionenfach
im industriellen Bereich eingesetzt. Je nach Gehäuseform der Sensoren gibt es
dabei unterschiedliche Arten, wie die Sensoren an einer Maschinenwand,
einer Gehäusewand
oder einer sonstigen Vorrichtung befestigt werden können. Bei
Sensoren, die eine kreiszylindrische Bauform haben, wobei das Gehäuse der
Sensoren ein Außengewinde
aufweist, erfolgt die Montage beispielsweise durch Einschrauben
des Sensors in eine entsprechende Gewindebohrung. Darüber hinaus sind
klammerartige Halterungen zur Montage zylindrischer Sensoren bekannt,
bei denen die Klammern nach Einlegen des Sensors mittels Schrauben
zusammengezogen werden und somit der Sensor fixiert wird.
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Sensoren,
die ein quaderförmiges
Gehäuse aufweisen,
werden meist mit speziellen Montagewinkeln oder Montageplatten befestigt.
Hierzu weist das Gehäuse
des Sensors einen Befestigungsabschnitt auf, in dem in der Regel
zwei oder mehr Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben ausgebildet
sind. Der Sensor wird dann mit Hilfe der Schrauben an der Montageplatte
oder dem Montagewinkel festgeschraubt (vgl. Katalog "Positionssensorik
2003/2004, Seiten 440 - 445, ifm electronic gmbh, Essen). Neben der
Gefahr, daß die
Schrauben oder die dazugehörigen
Muttern verloren gehen, hat diese Art der Befestigung den Nachteil,
daß der
Befestigungsabschnitt aufgrund der darin ausgebildeten Bohrungen
relativ groß sein
muß, wodurch
sich auch die Gesamtabmessungen des Sensors vergrößern.
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Darüber hinaus
gibt es quaderförmige
Sensoren, die an mindestens einer Gehäuseseite einen schwalbenschwanzförmigen Befestigungsabschnitt aufwei sen,
so daß diese
Sensoren mittels des Befestigungsabschnitts in einer entsprechenden
Nut einer Befestigungsvorrichtung fixiert werden können (vgl. Katalog "Positionssensorik
2003/2004, Seiten 200 - 204 und 228 - 234, ifm electronic gmbh,
Essen). Befestigungsvorrichtungen, die zur Halterung eines Sensors
mit einem schwalbenschwanzförmigen
Befestigungsabschnitt dienen, weisen in der Regel ein U-förmiges Klemmgehäuse auf,
wobei die Enden der beiden U-Schenkel so ausgebildet sind, daß sie zusammen
eine schwalbenschwanzförmige
Nut bilden. Zur Klemmung des in die Nut eingebrachten Befestigungsabschnitt
eines Sensors ist eine Spannschraube vorgesehen, mit der die beiden
U-Schenkel soweit zusammengezogen werden können, daß der Befestigungsabschnitt
des Sensors in der Nut festgeklemmt ist.
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Soll
bei diesen Befestigungsvorrichtungen auch eine Montage eines Sensors
von oben, d. h. senkrecht zur Längserstreckung
der Nut, möglich sein,
so ist die Ausbildung einer Fase am schwalbenschwanzförmigen Befestigungsabschnitt
des Sensorgehäuses
erforderlich. Wenn eine Vergrößerung der
Höhe des
Befestigungsabschnitts und damit auch der Abmessung des Sensors
vermieden werden soll, so führt
die an dem Befestigungsabschnitt benötigte Fase zu einer Reduzierung
der wirksamen Klemmfläche
des Befestigungsabschnitts und damit zu einer verschlechterten Klemmung
des Sensors in der Befestigungsvorrichtung. Die zur sicheren Halterung
des Sensors in der Befestigungsvorrichtung notwendige erhöhte Klemmkraft
kann dann – ohne
Zerstörung
des Sensorgehäuses
oder der Befestigungsvorrichtung – nur bei einem Klemmgehäuse und
einem Sensorgehäuse
aus Metall aufgebracht werden.
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Aus
der
DE 195 08 541
B4 ist eine Befestigungsvorrichtung für Sensoren mit einer aus mehreren
Teilen bestehenden Halterung bekannt, mittels derer der Sensor verschwenkbar
und verschiebbar an einer Stange befestigbar ist. Die Halterung
besteht dabei aus einem zweiteiligen Gerätehalter, einem Stangenhalter,
der an einer Stange befestigbar ist, und einem Befestigungsmittel
in Form einer Schraube. Die beiden identischen Teile des Gerätehalters
weisen an ihrer oberen Stirnseite zwei Segmente auf, die gemeinsam
eine schwalbenschwanzförmige
Nut für
den korrespondierenden Befestigungsabschnitt des Sensors bilden.
Zur Montage werden dabei die Segmente der beiden Teile des Gerätehalters
einzeln in die am Sensor ausgebildete Schwalbenschwanzfüh rung eingefügt. Anschließend werden
die beiden Teile des Gerätehalters
mittels der Schraube verbunden, wodurch der Sensor mit seinem Befestigungsabschnitt
an der Halterung befestigt ist.
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Aus
der
DE 94 14 869 U1 ist
eine Vorrichtung zur lösbaren
Verankerung eines Sensors in einer Verankerungsnut bekannt, die
eine mit dem Sensor verbundene Klemmeinrichtung mit einem beweglichen Klemmteil
aufweist. Das Klemmteil kann dabei zwischen einer das Einsetzen
in die Verankerungsnut ermöglichenden
Einsetzstellung und einer Klemmstellung bewegt werden, in der es
in die Verankerungsnut eingreift und mit der Innenfläche der
Verankerungsnut verspannt ist. Derartige Verankerungsvorrichtungen
werden vor allem zur Befestigung von Sensoren an Gehäusen von
Arbeitszylindern verwendet, wobei der Sensor auf einen an ihm vorbei bewegten
Körper
anspricht und somit dessen Position erfaßt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs
beschriebene Befestigungsvorrichtung zur klemmenden Halterung eines
einen schwalbenschwanzförmigen
Befestigungsbereich aufweisenden elektrischen oder elektronischen
Geräts
zur Verfügung
zu stellen, bei der die zuvor beschriebenen Nachteile vermieden
werden. Insbesondere sollen mit der Befestigungsvorrichtung auch
elektrische bzw. elektronische Geräte mit einem Kunststoffgehäuse einfach
aber dennoch zuverlässig
fixiert werden können.
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Diese
Aufgabe ist bei der eingangs beschriebenen Befestigungsvorrichtung
dadurch gelöst,
daß das
Klemmgehäuse
zweiteilig ausgebildet ist, nämlich
einen festen Klemmbacken und einen relativ zum festen Klemmbacken
schwenkbaren Klemmbacken aufweist, wobei der feste Klemmbacken und
der schwenkbare Klemmbacken über
ein Gelenk miteinander verbunden sind, und wobei der schwenkbare Klemmbacken
mit Hilfe des Verstellelements in die dem Befestigungsabschnitt
des Geräts
klemmende Stellung verbringbar ist.
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Durch
die Zweiteiligkeit des Klemmgehäuses wird
auf einfache Art und Weise die Möglichkeit
geschaffen, den Abstand zwischen den die schwalbenschwanzförmige Nut
bildenden Enden der Klemmbacken zur einfachen Montage des Geräts von oben
zu vergrößern. Ist
der Befestigungsabschnitt des Geräts in die Nut eingesetzt, so
wird das Klemmgehäuse einfach "zusammengeklappt" und die Breite der
Nut mit Hilfe des in der Regel als Spannschraube ausgebildeten Verstellelements
verringert, wodurch der Befestigungsabschnitt des Geräts in der
Nut geklemmt wird.
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Neben
der zuvor beschriebenen Möglichkeit, ein
zu befestigendes Gerät
auf einfache Art und Weise auch von oben, d. h. senkrecht zur Längserstreckung
der Nut, mit seinem Befestigungsabschnitt in die Befestigungsvorrichtung
einzusetzen, ohne daß dazu
der Befestigungsabschnitt angefast sein muß, weist die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
noch den Vorteil auf, daß die
beim Anziehen der Spannschraube aufgebrachte Spannkraft nahezu vollständig zur
Klemmung des Befestigungsabschnitts verwendet wird. Im Unterschied
dazu wird bei den aus dem Stand der Technik bekannten einteiligen
Klemmgehäusen
ein Großteil
der aufgebrachten Spannkraft dazu benötigt, die beiden Klemmschenkel
zu verformen. Dadurch, daß bei
der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
die beiden Klemmbacken über
ein Gelenk miteinander verbunden sind, ist eine Verformung der Klemmbacken
nicht erforderlich, so daß zur
Erreichung der gleichen Klemmwirkung nur eine geringere Spannkraft
aufgebracht werden muß.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
ist an der Außenseite
des schwenkbaren Klemmbackens eine Erhöhung ausgebildet, die beabstandet von
Gelenk und in etwa auf Höhe
der Nut angeordnet ist, wobei beim Anziehen der Spannschraube der Schraubenkopf
mit der Erhöhung
zusammenwirkt. Durch diese konstruktiv einfache Maßnahme wird
die erreichbare Klemmung des in die Nut eingesetzten Befestigungsabschnitts
nochmals verbessert, da die Erhöhung
durch das Zusammenwirken mit dem Schraubenkopf der Spannschraube
die Klemmkraft an der optimalen Stelle in das Klemmgehäuse einleitet.
Da die Erhöhung
beab standet vom Gelenk angeordnet ist, wird gleichzeitig der wirksame
Hebel zur Erzeugung der Klemmkraft vergrößert, so daß sich das zur sicheren Klemmung
benötigte
Anzugsmoment der Spannschraube weiter verringert.
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Gemäß einer
letzten vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung,
die hier noch kurz erläutert
werden soll, ist zwischen dem festen Klemmbacken und dem schwenkbaren
Klemmbacken ein Federelement derart angeordnet, daß der schwenkbare
Klemmbacken gegen die Federkraft des Federelements in die klemmende Stellung
verbringbar ist. Das Federelement ist dabei unterhalb der Nut angeordnet,
so daß die
Einführung des
Befestigungsabschnitts eines Geräts
in die Nut durch das Federelement nicht beeinträchtigt wird. Durch die Anordnung
des Federelements wird der Bedienkomfort der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
weiter erhöht,
da das Federelement die beiden Klemmbacken im Grundzustand etwas
auseinanderdrückt,
wodurch die schwalbenschwanzförmige
Nut "geöffnet" wird, so daß der Befestigungsabschnitt
des Geräts
direkt von oben in die Nut eingesetzt werden kann.
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Im
einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen auf die dem
Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die nachfolgende
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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1 eine
perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
und eines Sensors, im noch nicht befestigten Zustand,
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2 die Befestigungsvorrichtung und den Sensor
gemäß 1,
von der Seite und von hinten,
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3 eine
perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäße Vorrichtung,
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4 die
Befestigungsvorrichtung gemäß 3 von
vorne und
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5 eine
Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
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Die
Figuren zeigen eine Befestigungsvorrichtung 1 zur lösbaren klemmenden
Halterung eines Sensors 2, wobei in dem U-förmigen Klemmgehäuse der
Befestigungsvorrichtung 1 eine schwalbenschwanzförmige Nut 3 zur
Aufnahme eines am Sensorgehäuse 4 ausgebildeten
schwalbenschwanzförmigen
Befestigungsabschnitts 5 ausgebildet ist. Zur Betätigung der
Befestigungsvorrichtung 1, d. h. zur Klemmung des Befestigungsabschnitts 5 des
Sensorgehäuses 4 in
der Nut 3, ist ein als Spannschraube 6 ausgebildetes
Verstellelement vorgesehen. Bei dem dargestellten Sensor 2 handelt
es sich vorliegend um einen optoelektronischen Sensor. Selbstverständlich können jedoch
auch andere Arten von Sensoren oder auch andere elektrische oder
elektronische Geräte
mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung 1 befestigt werden.
Voraussetzung ist lediglich, daß die
Geräte
einen schwalbenschwanzförmigen
Befestigungsabschnitts aufweisen, der in die schwalbenschwanzförmige Nut 3 eingesetzt
werden kann.
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Erfindungsgemäß ist nun
das Klemmgehäuse
der Befestigungsvorrichtung 1 zweiteilig ausgebildet, nämlich aus
einem festen Klemmbacken 7 und einem relativ zum festen
Klemmbacken 7 schwenkbaren Klemmbacken 8 bestehend,
wobei der feste Klemmbacken 7 und der schwenkbare Klemmbacken 8 über ein
Gelenk 9 miteinander verbunden sind. Bei der in den Figuren
dargestellten bevorzugten Ausführung
der Befestigungsvorrichtung 1 ist dabei der Gelenkkopf
an dem festen Klemmbacken 7 und die korrespondierende Gelenkpfanne
an dem schwenkbaren Klemmbacken 8 ausgebildet. Grundsätzlich ist
es jedoch auch möglich,
die Anordnung von Gelenkkopf und Gelenkpfanne zu vertauschen, oder
die beiden Klemmbacken 7, 8 über einen Bolzen miteinander
zu verbinden.
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Zur
Befestigung der aus dem Schraubenkopf 10 und dem Schaft 11 bestehenden
Spannschraube 6 ist in dem festen Klemmbacken 7 eine
ein Gewinde aufweisende Bohrung 12 und in dem schwenkbaren Klemmbacken 8 eine
vorzugsweise gewindefreie Bohrung 13 angeordnet. Der Schaft 11 der
Spannschraube 6 kann somit durch die Bohrung 13 in
dem schwenkbaren Klemmbacken 8 hindurchgesteckt und das
ein Außengewinde
aufweisende Ende des Schaftes 11 in die Bohrung 12 im
festen Klemmbacken 7 eingeschraubt wer den. Durch Anziehen
der Spannschraube 6 wird dann eine Verringerung der Breite
der Nut 3 erzeugt, wodurch ein in die Nut 3 eingesetzter
Befestigungsabschnitt 5 des Sensorgehäuses 4 in der Befestigungsvorrichtung 1 geklemmt wird.
Aufgrund der Zweiteiligkeit des Klemmgehäuses und der schwenkbaren Anordnung
des Klemmbackens 8 ist dabei zur für die Klemmung notwendigen
Verringerung der Breite der Nut 3 keine Verformung des
Klemmgehäuses
bzw. der Klemmbacken 7, 8 erforderlich, wodurch
die zur Klemmung benötigte
Spannkraft verringert wird.
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Zur
Verbesserung der Klemmwirkung ist an der Außenseite des schwenkbaren Klemmbackens 8 eine
wulstförmige
Erhöhung 14 ausgebildet,
die beim Anziehen der Spannschraube 6 mit dem Schraubenkopf 10 zusammenwirkt.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist die Erhöhung 14 beabstandet
von dem Gelenk 9 und etwa auf der Höhe der Nut 3 angeordnet,
so daß beim
Anziehen der Spannschraube 6 durch das Angreifen des Schraubenkopfs 10 an
der Erhöhung 14 die
Klemmkraft an der optimalen Stelle – im Bereich der Nut 3 -
in das Klemmgehäuse
eingeleitet wird. Durch die Ausbildung der Erhöhung 14 ist somit
gezielt ein Krafteinleitungspunkt bzw. -bereich wählbar, so
daß eine
hohe Klemmkraft bei einer niedrigen Flächenpressung erreichbar ist.
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Zwischen
den festen Klemmbacken 7 und den schwenkbaren Klemmbacken 8 ist
ein Federelement 15 angeordnet, wodurch die beiden Klemmbacken 7, 8 etwas
auseinandergedrückt
werden. Dadurch wird die Breite der Nut 3 etwas vergrößert, so daß der schwalbenschwanzförmige Befestigungsabschnitt 5 des
Sensorgehäuses 4 auch
von oben mühelos
in die Nut 3 eingesetzt werden kann. Hierzu ist die Ausbildung
einer Fase an dem Befestigungsabschnitt 5 nicht erforderlich,
so daß die
gesamte Seitenfläche
des Befestigungsabschnitts 5 als Klemmfläche zur
Verfügung
steht.
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Wie
insbesondere aus den 4 und 5 ersichtlich
ist, wird der Schaft 11 der Spannschraube 6 konzentrisch
von dem Federelement 15 umgeben. Hierdurch ist eine besonders
kompakte Realisierung der Befestigungsvorrichtung 1 möglich, da
im Inneren des U-förmigen
Klemmgehäuses
der zusätzliche Platzbedarf
für das
Federelement 15 nur sehr begrenzt ist. Den 4 und 5 kann
außerdem
entnommen werden, daß der
Schaft 11 der Spannschraube 6 und das Federelement 15 so
angeordnet sind, daß das
Einsetzen des Befestigungsabschnitts 5 des Sensorgehäuses 4 in
die Nut 3 nicht behindert wird.
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Aus
der 1 ist schließlich
noch entnehmbar, daß in
einem Schenkel des L-förmigen
festen Klemmbackens 7 eine Bohrung 16 ausgebildet
ist. Diese Bohrung 16 dient zur Aufnahme einer – hier nicht
dargestellten – Schraube,
mit der die Befestigungsvorrichtung 1 an einer Behälterwand,
einer Maschinenwand oder einer sonstigen Vorrichtung festgeschraubt
werden kann. Selbstverständlich
können in
dem Klemmgehäuse
der Befestigungsvorrichtung 1 auch weitere Bohrungen ausgebildet
sein, wobei die Bohrungen vorzugsweise an mindestens zwei verschiedenen
Seiten des Klemmgehäuses
ausgebildet sind, so daß die
Befestigungsvorrichtung 1 in verschiedenen Ausrichtungen
an einer Vorrichtung festgeschraubt werden kann.
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Mit
der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 ist
eine Möglichkeit
geschaffen worden, daß auch
Sensoren 2 mit einem aus Kunststoff bestehenden Sensorgehäuse 4 und
einem schwalbenschwanzförmigen
Befestigungsabschnitt 5 einfach und bequem von oben in
die korrespondierende Nut 3 der Befestigungsvorrichtung 1 eingesetzt
und dort sicher geklemmt werden können. Das Klemmgehäuse der
Befestigungsvorrichtung 1 kann grundsätzlich sowohl aus Metall als
auch Kunststoff bestehen. Besteht das Klemmgehäuse aus Metall, so kann aus
einem Strangpreßprofil
hergestellt werden. Besteht das Klemmgehäuse aus einem Kunststoff, so
wird vorzugsweise ein ABS-Kunststoff
verwendet.