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Die Erfindung betrifft ein Haltesystem für Sensoren, insbesondere für Agraranwendungen, mit wenigstens einem Halteelement, das mindestens ein erstes Befestigungsmittel zum Halten eines Sensors aufweist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Sensorsystem, insbesondere für Agraranwendungen, mit mehreren Sensoren und mit dem oben genannten Haltesystem, wobei die Sensoren wahlweise mit einem aus dem Haltesystem gebildeten Haltegestell kombinierbar sind.
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Stand der Technik
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Haltesysteme und Sensorsysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sensormodule in agrartechnischen Anwendungen weisen in der Regel einen oder mehrere Sensoren oder Messfühler auf, eine Datenübermittlungseinheit und ein Haltegestell, welches dazu dient, den oder die Sensoren in einer gewünschten Position zu halten und/oder auszurichten. Das Gestell umfasst dabei in der Regel ein Halteelement, an welchem wenigstens einer der Sensoren befestigbar ist. Dabei ist es bekannt, dass das Halteelement bereits Befestigungsmittel zur Aufnahme und/oder Lagerung eines oder mehrerer Sensoren umfasst. Die Bauart des Halteelements oder des Gestells ist dabei abhängig von der Anzahl, der Position und dem Aufbau der verwendeten Sensoren/Messfühler. Für jede Anwendung wird ein eigenes Gestell realisiert, was – in Verbindung mit den im Agrarsektor recht niedrigen Stückzahlen – zu entsprechend hohen Herstellungskosten führt.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Haltesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein modularer Baukasten zur Verfügung gestellt wird, der eine Befestigung einer beliebigen Anzahl von Sensoren in frei wählbaren Positionen bei geringen Herstellungskosten durch im Wesentlichen auch vor Ort frei konfigurierbare Haltegestelle ermöglicht. Dadurch wird ein System zur Verfügung gestellt, dass den individuellen Aufbau eines Sensormoduls auf einfache und kostengünstige Art und Weise ermöglicht. Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass eine Vielzahl gleicher und/oder unterschiedlicher der Halteelemente des Haltesystems zweite integrierte Befestigungsmittel zur Befestigung aneinander und zur Bildung eines Haltegestells für wenigstens einen Sensor aufweisen. Durch die Kombination mehrerer Halteelemente, die mittels der zweiten Befestigungsmittel aneinander befestigt werden, ist somit ein Sensormodul mit einem oder mehreren Sensoren auf einfache Art und Weise herstellbar. Aufgrund der vorteilhaften Ausbildung mit den zweiten integrierten Befestigungsmitteln ist eine beliebige Kombination der Halteelemente miteinander realisierbar. Zweckmäßigerweise sind dazu die Befestigungsmittel jeweils gleich ausgebildet, um das Baukastenprinzip zu realisieren. Unter der integrierten Ausbildung des/der zweiten Befestigungsmittel sind Befestigungsmittel zu verstehen, die bereits durch die Gestaltung und insbesondere die Form der Halteelemente realisiert sind, sodass insbesondere keine zusätzlichen Hilfsmittel notwendig sind, um zwei Halteelemente aneinander zu befestigen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweiten Befestigungsmittel als Steckverbinder ausgebildet sind. Die Halteelemente sind somit aneinander durch Zusammenstecken befestigbar. Dadurch wird ein Formschluss erhalten, der eine sichere Befestigung und Halterung der Halteelemente aneinander und damit eine hohe Stabilität und Robustheit des jeweiligen Sensormoduls gewährleistet. Insbesondere ist die Steckverbindung als lösbare Steckverbindung ausgebildet, sodass auch eine einfache Demontage des jeweiligen Sensormoduls einfach möglich ist, um beispielsweise die Einzelteile zum Zusammenbau eines anderen Sensormoduls erneut verwenden zu können.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest einige der Halteelemente mindestens zwei Steckverbinder aufweist. Dadurch ist jedes der Halteelemente mit mindestens zwei anderen Halteelementen verbindbar, um das Sensormodul zu bilden.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest einige der Halteelemente mehrere erste Befestigungsmittel aufweisen. Dadurch ist es möglich, an diesen Halteelementen auch mehrere Sensoren oder Messfühler anzuordnen, um den Funktionsumfang des Sensormoduls zu erweitern.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Halteelemente als Strangpressprofile ausgebildet sind. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Herstellung einer Vielzahl von Halteelementen möglich. Besonders bevorzugt sind die Strangpressprofile beziehungsweise Halteelemente dabei aus Kunststoff gefertigt, sodass die montierten Sensormodule ein geringes Gewicht aufweisen und die Handhabung der Halteelemente, und insbesondere die Montage einzelner Sensormodule einfach durchzuführen ist.
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Besonders bevorzugt weisen die Strangpressprofile einen identischen Querschnitt auf. Dadurch ist es möglich, ein und dieselbe Strangpresseinrichtung zur Herstellung der Halteelemente zu verwenden, wodurch die Herstellungskosten weiter reduziert werden. Durch ein Ablängen der Strangpressprofile auf unterschiedliche Längen, sind dabei unterschiedliche Halteelemente herstellbar, die vorteilhafte Kombinationen zur Herstellung des jeweiligen Sensormoduls erlauben.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strangpressprofile an ihrem Außenumfang jeweils wenigstens eine Vertiefung und/oder eine Erhebung als zweites integriertes Befestigungsmittel aufweisen. Die Vertiefung und/oder Erhebung bilden insbesondere jeweils die zuvor genannte Steckverbindung. Durch die Ausbildung als Strangpressprofile weisen die Halteelemente über die gesamte Längserstreckung jeweils die Vertiefung und/oder die Erhebung auf, sodass eine Positionierung zweier Halteelemente aneinander in Bezug auf ihre Längserstreckung an unterschiedlichen Stellen erfolgen kann, wodurch die Variabilität des Haltesystems und des damit zu montierenden Sensormoduls erhöht wird. Insbesondere ist die jeweilige Vertiefung als Längsnut und die jeweilige Erhebung als Längssteg ausgebildet, die in der Art einer Feder-Nut-Verbindung, insbesondere unter Herstellung einer Presspassung, ineinander fügbar sind. Vorzugsweise weist jedes Halteelement wenigstens eine Vertiefung und wenigstens eine Erhebung auf, um eine variable Kombination unterschiedlicher Halteelemente miteinander zu gewährleisten.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Haltesystem wenigstens ein Verbindungselement aufweist, das mit jeweils zwei Halteelementen mittels der zweiten Befestigungsmittel verbindbar ist. Hierdurch wird erreicht, dass zwei Halteelemente zusätzlich oder alternativ durch ein Verbindungselement indirekt miteinander verbunden werden. Dadurch wird beispielsweise die Stabilität des Haltegestells beziehungsweise Sensormoduls erhöht. Gemäß einer ersten Ausführungsform ist das Verbindungselement als ein Zwischenelement ausgebildet, das zwischen zwei Halteelementen zu deren Befestigung aneinander anordenbar ist. Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verbindungselement als ein Befestigungsring, insbesondere als ein kreisförmiger Befestigungsring, ausgebildet ist, in welchem mehrere Halteelemente einführbar sind, die dann form- und kraftschlüssig in dem Befestigungsring aneinander gehalten sind. Insbesondere ist dazu vorgesehen, dass die Halteelemente an zumindest einer Längsseite eine Anlaufschräge aufweisen, durch welche der Kraftschluss beim Einführen in den Befestigungsring herstellbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Halteelemente jeweils mindestens einen Kabelkanal aufweisen. Durch den Kabelkanal sind zu dem jeweiligen Sensor oder Messfühler, Stromversorgungs- und/oder Datenleitungen führbar, sodass diese geschützt im Inneren des Halteelements liegen. Optional ist der Kabelkanal zumindest abschnittsweise randoffen ausgebildet, sodass das oder die Kabel auf einfache Art und Weise aus dem Kabelkanal an unterschiedlichen Stellen seitlich herausgeführt werden können, um beispielsweise auch einen Sensor zu erreichen, der nicht an einem Stirnende des jeweiligen Halteelements angeordnet ist, sondern beispielsweise auf halber Höhe. Besonders bevorzugt ist der Kabelkanal jeweils durchgehend randoffen ausgebildet, sodass er ebenfalls im Wege des Strangpressprofils realisierbar ist.
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Das erfindungsgemäße Sensorsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Haltesystem aus. Es ergeben sich dabei die bereits genannten Vorteile. Zweckmäßigerweise umfasst das Sensorsystem mehrere unterschiedliche Sensoren und mehrere unterschiedlich ausgebildete Halteelemente des Haltesystems, um eine variable Gestaltung unterschiedlicher Sensormodule zu gewährleisten.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
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1A bis 1C drei unterschiedliche Ausführungsbeispiele eines vorteilhaften Haltesystems,
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2 ein erstes Ausführungsbeispiel des Haltesystems in einer vergrößerten Detailansicht,
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Haltesystems in einer vergrößerten Teilansicht und
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4 ein drittes Ausführungsbeispiel des Haltesystems in einer Detailansicht.
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1A bis 1C zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele eines vorteilhaften Haltesystems 1 für Sensoren 20 für Agraranwendungen. Das Haltesystem 1 weist jeweils mehrere Halteelemente 2 auf, die aneinander befestigt sind, um ein Haltegestell 3 für einen oder mehrere Sensoren 20 zu bilden. Ist das jeweilige Haltegestell 3 mit einem oder mehreren Sensoren versehen, liegt ein einfach zu handhabendes Sensormodul 4_1, 4_2 beziehungsweise 4_3 vor.
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Das vorteilhafte Haltesystem 1 erlaubt es, dass durch die Ausnutzung eines Baukastensystems unterschiedliche Sensormodule 4_1, 4_2, 4_3 auf einfache Art und Weise hergestellt beziehungsweise montiert und dann verwendet werden können. Die Haltesysteme 1 in den in den 1A bis 1C dargestellten Ausführungsbeispielen unterscheiden sich in der Ausführungsform der Halteelemente 2, die im Folgenden im Einzelnen näher erläutert werden sollen.
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Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von 1A ist vorgesehen, dass drei Halteelemente 2, die jeweils im Querschnitt gesehen kreisabschnittsförmig ausgebildet sind, mittels zwei Verbindungselementen 5 und 6 zu dem Sensormodul 4_1 zusammengefügt sind.
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2 zeigt dazu in einer vergrößerten Detailansicht das Sensormodul 4_1 in einer Teil-Explosionsdarstellung.
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Die Halteelemente 2 sind jeweils als Strangpressprofile aus Kunststoff ausgebildet, mit einem im Wesentlichen ovalen Querschnitt. An einer Seite weisen die Halteelemente 2 jeweils zwei Längsnuten 7 auf, die integrierte Befestigungsmittel 8 bilden. Das Verbindungselement 5, das als Zwischenelement ausgebildet ist, ist vorteilhafterweise ebenfalls als Strangpressprofil ausgebildet, mit einem sternförmigen Querschnitt, der drei Zacken aufweist. Dabei ist das Verbindungselement 5 derart korrespondierend zu den Halteelementen 2 ausgebildet, dass dann, wenn die drei Halteelemente 2 bestimmungsgemäß an das Zwischenelement angelegt wurden, wie in 2 gezeigt, ein kreisförmiger Außen-Querschnitt des Sensormoduls 4_1 entsteht.
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Das Verbindungselement 5 weist dabei außerdem für jedes der Halteelemente 2 jeweils zwei Längsstege 9 auf, die korrespondierend zu den Längsnuten 7 ausgebildet sind. Die Längsnuten 7 und die Längsstege 9 bilden Steckverbinder und sind dazu derart angeordnet und ausgerichtet, dass die Halteelemente 2 und das Verbindungselement 5 zusammengesteckt werden können, um das Sensormodul 4_1 zu bilden.
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Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist dabei vorgesehen, dass die Längsstege und die Längsnuten 7 derart ausgebildet sind, dass sie jeweils eine Feder-Nut-Verbindung bilden, die ein einfaches Zusammenstecken der Halteelemente 2 mit dem Verbindungselement 5 gewährleisten. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die lichte Weite der Längsnuten 7 zu ihrem Boden hin zunimmt und die Breite der Längsstege 9 in Richtung ihres freien Endes. Dadurch wird ein Hintergriffsitz gebildet, der verhindert, dass die Halteelemente 2 von dem Verbindungselement 5 radial beziehungsweise seitlich abgezogen werden können. Vielmehr wird dadurch verlangt, dass die Halteelemente 2 in ihrer Längserstreckung auf das Verbindungselement 5 aufgeschoben werden müssen, um die Steckverbindung herzustellen. Durch die Anordnung der Längsnuten 7 und der Längsstege 9 an gekrümmten Oberflächen des Verbindungselements 5 beziehungsweise der Halteelemente 7 wird ein seitliches Abziehen der Halteelemente 2 von dem Verbindungselement 5 auch bereits dann erreicht, wenn die Längsnuten 7 beziehungsweise der Längsstege 9 wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils senkrecht von der jeweiligen gekrümmten oder geknickten Oberfläche vorstehen, sodass beispielsweise die jeweils einem Halteelement 2 zugeordneten Längsvorsprünge 9 in einem Winkel zueinander ausgerichtet sind.
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Das Verbindungselement 6 ist als Verbindungshülse oder Verbindungsring ausgebildet, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Sensormoduls 4_1 entspricht oder nahezu entspricht, sodass es auf die mit dem Verbindungselement 5 zusammengefügten Halteelemente 2 axial aufschiebbar ist und dadurch die Befestigung der Halteelemente 2 aneinander beziehungsweise an dem Verbindungselement 5 zusätzlich sichert. Optional ist in die Verbindungshülse 6 ein Deckel 10 einsteckbar, der das Sensormodul 4_1 bei Bedarf abschließt. Vorliegend weist der Deckel 10 eine Durchgangsöffnung 11 auf, durch welche Kabel zur Kontaktierung von an dem Sensormodul 4_1 angeordneten Sensoren hindurchführbar sind.
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Vorteilhafterweise weisen dazu außerdem auch die Halteelemente 2 jeweils einen Kabelkanal 12 auf, durch welchen ein Kabel 21 hindurchführbar ist. Die Kabelkanäle 12 sind dabei vorliegend radial innen randoffen ausgebildet, sodass an jeder Stelle entlang des jeweiligen Halteelements 2 das jeweilige Kabel auch seitlich herausführbar ist, um einen an dieser Stelle angeordneten Sensor zu kontaktieren. Zweckmäßigerweise weist jedes der Halteelemente 2 ein Befestigungsmittel 13 zur Halterung und Befestigung jeweils mindestens eines Sensors 20 auf, wie in 1A gezeigt. Bei dem Befestigungsmittel 13 handelt es sich im einfachsten Fall um eine Steckaufnahme, in welche der jeweilige Sensor 20 einsetzbar ist.
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Die Halteelemente 2 und das Verbindungselement 5 sind vorteilhafterweise als Strangpressprofile ausgebildet. Durch unterschiedliche Ablängungen des Strangpressprofils sind dabei unterschiedlich lange Halteelemente 2 realisiert, wodurch Sensoren an unterschiedlichen Stellen des Haltegestells 3 anordenbar sind.
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Je nach Wahl der Halteelemente 2 und der Sensoren aus einem Sensorsystem, das mehrere Sensoren und das beschriebene Haltesystem aufweist, sind somit unterschiedliche Sensormodule 4_1 realisierbar, ohne großen Mehraufwand und ohne hohe Herstellungskosten. Die Strangpressprofile sind insbesondere aus Kunststoff gefertigt und daher kostengünstig und mit geringem Gewicht.
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3 zeigt eine Detailansicht des Haltesystems 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1B. Aus dem vorher bekannten Ausführungsbeispiel bereits bekannte Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen auf die Unterschiede eingegangen werden.
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3 zeigt das Sensormodul 4_2 in einer vereinfachten Explosionsdarstellung. Die Halteelemente 2 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls als Strangpressprofile aus Kunststoff ausgebildet, mit jedoch einem im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt. Außerdem sind die Halteelemente 2 dazu ausgebildet, direkt aneinander befestigt zu werden. Dazu weist jedes der Halteelemente 2, die einen identischen Querschnitt zueinander aufweisen und insofern aus demselben Strangpressprofil gebildet sind, an einer ersten Seite die Längsnut 7 und an einer der Längsnut 7 gegenüberliegenden Seite einen Längssteg 14 auf. Die Längsnuten 7 und die Längsstege 14 bilden insofern das Befestigungsmittel 8 beziehungsweise 15 zur direkten Befestigung der Halteelemente 2 aneinander. Die breite der Längsstege 14 ist dabei derart gewählt, dass sie zumindest im Wesentlichen der Breite beziehungsweise der lichten Weite der Längsnuten 7 entspricht. Insbesondere sind die Dimensionen dabei derart gewählt, dass beim Zusammenstecken der Halteelemente 2 aneinander eine Presspassung durch die jeweilige Steckverbindung 16 beziehungsweise Feder-Nut-Verbindung gebildet wird. Auch hier unterscheiden sich die Halteelemente 2 zueinander nur in ihrer Länge voneinander. Dadurch, dass die Halteelemente 2 direkt miteinander verbindbar sind, ergibt sich eine besonders einfache Montage ohne zusätzliche Hilfsmittel.
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4 zeigt in einer vergrößerten Darstellung das Haltesystem 1 beziehungsweise das Sensormodul 4_3 gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1C. In diesem Fall weisen die Halteelemente 2, die ebenfalls aus einem Strangpressprofil aus Kunststoff gebildet sind, einen sechseckigen Außenquerschnitt auf, sodass drei der Halteelemente 2 jeweils formschlüssig aneinander angelegt werden können, wie in 4 gezeigt. Das Haltesystem 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist zusätzliche Verbindungselemente 17 auf, die in die Freiräume zwischen zwei benachbarten Halteelementen 2 einsetzbar sind und dazu im Wesentlichen einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen. Die Länge der Verbindungselemente 17 entspricht dabei bevorzugt jeweils der Länge des kürzeren der beiden Halteelemente 2, die aneinander anliegen und deren Zwischenraum durch das Verbindungselement 17 aufgefüllt wird. Zur Befestigung der Halteelemente 2 aneinander weisen diese jeweils als Befestigungsmittel 19 eine Klebeschicht 18 im Bereich der Verbindungselemente 17 auf, sodass das Sensormodul 4_3 beziehungsweise das Haltegestell 3 des Sensormoduls 4_3 durch Kleben festgelegt ist. Zusätzlich können auch die Halteelemente 2, die aneinander anliegen, durch eine Klebeschicht 18 aneinander gehalten sein.
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Alternativ ist es denkbar, dass die Halteelemente 2 und die Verbindungselemente 17 wie zuvor beschrieben formschlüssig, insbesondere durch jeweils wenigstens eine Feder-Nut-Verbindung aneinander gehalten sind. Zweckmäßigerweise haben die Ausführungsbeispiele gemeinsam, dass die Halteelemente 2 jeweils an einem Ende auf gleicher Höhe bündig miteinander abschließen, sodass die an den gegenüberliegenden Enden angeordneten Sensoren 20 auf unterschiedlicher Höhe beziehungsweise axial beabstandet zueinander angeordnet sind.
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Das jeweilige Sensormodul wird also aus einzelnen Profilen beziehungsweise Halteelementen 2 und Sensoren 20, die gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können, zusammengesetzt. Die Strangpressprofile sind entweder als Halteelemente oder als Verbindungselemente ausgebildet. Die Verbindung der Halteelemente 2 miteinander oder mit den Verbindungselementen 6, 17 erfolgt vorzugsweise formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, beispielsweise durch Stifte, Schrauben, Klebung, Presspassung oder Klickverbindung. Anschlusskabel 21, wie beispielsweise in 2 gezeigt, können durch spezielle Kammerelemente zusammengeführt werden. Zusatzfunktionen, wie Versteifungen oder Schneiden, werden vorzugsweise durch spezifische Elemente realisiert, welche mit dem jeweiligen Haltegestell 3 verbunden werden.
