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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an einem Hygienezylinder, bei welchem der Sensor an einem sich parallel zum Hygienezylinder erstreckenden, brückenähnlichen separaten Bauteil befestigt ist nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Im Hygienebereich werden heute Rundzylinder verwendet, um den gesetzlich erforderlichen Hygienedesign-Richtlinien zu entsprechen. Sobald aber ein Sensor an dem Rundzylinder befestigt werden soll, besteht das Problem, dass keine den Hygienedesign-Richtlinien entsprechende saubere Lösung vorhanden ist, da Befestigungselemente benötigt werden und auch die Sensoren selbst nicht den Hygienedesign-Richtlinien entsprechen.
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Aus der
EP 1 255 046 B1 ist ein Druckmittelzylinder, insbesondere zum Einsatz in der Lebensmittelindustrie bekannt, welcher im Wesentlichen aus einem Zylinderrohr aus Aluminium besteht, das von einem aus transparentem Kunststoff bestehenden Außenrohr umgeben ist. In dem über das Zylinderrohr geschobene transparente Außenrohr ist in einem geschlossenen verlaufenden Kanal der Sensor angeordnet. Eine solche Ausgestaltung ist montagetechnisch sehr aufwändig und erhöht die Herstellungskosten der Vorrichtung.
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Aus der
DE 10 2017 123 559 der Anmelderin ist eine Vorrichtung zur Befestigung eines Zylindersensors an einem Hygienezylinder bekannt, bei welchem der Sensor innerhalb eines hygienetauglichen Gehäuses angeordnet ist, wobei sich das den Sensor enthaltende hygienetaugliche Gehäuse als separates Bauteil neben dem Hygienezylinder erstreckt und an diesem befestigt ist. Ein solcher in dem hygienetauglichen Gehäuse befindlicher Sensor ist insbesondere dann, wenn mehrere Sensoren innerhalb dem Gehäuse angeordnet werden sollen, nur aufwendig zu montieren.
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Die
DE 101 37 468 A1 offenbart eine Befestigungsstruktur für einen Positions-Detektionssensor. Die Befestigungsstruktur umfasst einen Sensorbefestigungsmechanismus mit einem Schienenelement, das an einer äußeren Seitenfläche eines Zylinderrohres angebracht ist, und einem Halter, der den Positions-Detektionssensor hält und gleitend entlang des Schienenelements vorgesehen ist. Abgefaste Abschnitte, die jeweils einen festgelegten Krümmungsradius aufweisen, sind an dem Schienenelement und dem Halter vorgesehen. Hierdurch kann die Befestigungsposition des Positions-Detektionssensor in einer Hubrichtung eines Zylinders beliebig eingestellt werden.
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Die
DE 10 2007 009 461 A1 offenbart eine Führungsschiene einer Linearführung, an deren Führungsflächen ein Führungswagen längsverschieblich gelagert werden kann, mit einer zu der Führungsschiene in vorzugsweise parallelem Abstand angeordneten Maßverkörperung, die über eine Halterung an der Führungsschiene vorgesehen ist, wobei die Führungsschiene eine außerhalb der Führungsflächen angeordnete Nut oder ein Loch aufweist, wobei die Halterung über in die Nut oder in das Loch eingreifende Spreizmittel lösbar befestigt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Befestigen eines Sensors an einem Hygienezylinder anzugeben, bei welcher trotz einer einfachen Montage des Sensors die gültigen Hygienedesign-Richtlinien erfüllt werden.
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Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass das separate Bauteil als Träger ausgebildet ist, an welchem außen eine den Sensor tragende hygienetaugliche Sensoraufnahme angeordnet ist. Dabei kann die den Sensor umfassende Sensoraufnahme an einer beliebigen Position des Trägers montiert werden. Die Sensoraufnahme und der Träger, der brückenähnlich zum Hygienezylinder montiert ist, entsprechen so nach außen komplett den Hygienedesign-Richtlinien.
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Gemäß der Erfindung ist die Sensoraufnahme zur Einstellung eines Magnetfeldes des Sensors drehbar gelagert, da dadurch der Abstand zum Magnetfeld geändert werden kann. Somit kann auch bei einem schwachen Magnetfeld der Sensor verwendet werden, indem dieser zu dem Zylinderrohr des Hydraulikzylinders verschoben wird.
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Gemäß der Erfindung ist der Träger in Längsrichtung wenigstens partiell von der den Sensor umschließenden Sensoraufnahme umfasst, wobei der Sensor beabstandet zum Hygienezylinder ausgerichtet ist. Dadurch ist eine günstige Montage des Sensors zum Hygienezylinder möglich, wobei gleichzeitig die Position des Sensors, an welcher ein entsprechendes Sensorsignal abgenommen werden soll, beliebig zum Hygienezylinder einstellbar ist.
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In einer Ausgestaltung ist der Sensor auf einer Leiterplatte befestigt, welche sich in der Sensoraufnahme parallel zum Träger erstreckt. Aufgrund dieser Längserstreckung der Leiterplatte lässt sich der Sensor besonders gut justieren.
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Gemäß der Erfindung umfasst die Sensoraufnahme eine Befestigungseinheit, welche in Umfangsrichtung der Sensoraufnahme beabstandet zum Sensor ausgebildet ist. Somit wird bei der Montage der Sensoraufnahme eine Verschmutzung des Sensors bei gleichzeitiger Beibehaltung der Justierung des Sensors unterbunden.
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In einer Ausführungsform umfasst die Befestigungseinheit ein in radialer Richtung der Sensoraufnahme bewegliches Schraubelement, welches mit einer hygienisch designten Abdeckung versehen ist. Durch dieses Schraubelement erfolgt eine zuverlässige Fixierung der Sensoraufnahme und somit des Sensors an dem Träger. Um den Anforderungen der Hygiene gerecht zu werden, wird über das Schraubelement die hygienisch designte Abdeckung aufgesetzt. Durch diesen zweiteiligen Aufbau werden Probleme mit einer Doppeltpassung unterbunden.
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Gemäß der Erfindung greift der Träger mit je einem Ende in eine Achsbefestigungseinheit ein, welche an dem Hygienezylinder befestigt ist. Damit wird die Sensoraufnahme über die Achsbefestigungseinheiten zuverlässig an dem Hygienezylinder fixiert, wobei gleichzeitig nur solche Befestigungselemente verwendet werden, bei welchen die Gefahr einer Kontamination der Lebensmittel nicht gegeben bzw. minimiert wird, da eine Anlage bzw. Maschine mit einer solchen Vorrichtung schneller und einfacher zu reinigen ist.
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Vorteilhafterweise ist der Träger in die Achsbefestigungseinheiten geklemmt oder mit diesen verschweißt oder an diesen verschraubt. Insbesondere bei einer Verklemmung oder einem Verschrauben des Trägers mit den Achsbefestigungseinheiten wird eine lösbare Verbindung hergestellt, die an beliebig geformte Hygienezylinder angepasst werden kann. So lässt sich der Träger ohne großen Aufwand auf die notwendige Länge der Hygienezylinder ablängen. Bei einem Verschweißen wird der Sensor vor Befestigung des Trägers an den Achsbefestigungseinheiten auf den Träger aufgesetzt. Gleichzeitig lässt sich bei der Klemmung bzw. der Verschraubung eine beliebige Anzahl von Sensoraufnahmen auf dem Träger montieren.
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In einer Ausgestaltung weist jede Achsbefestigungseinheit eine senkrecht zur Achse ausgebildete Zentrierbohrung zur Aufnahme eines Gewindestiftes zum Aufbau eines Klemmdruckes an dem Träger auf. Da aufgrund des Anziehens des Gewindestiftes der Träger bis an den Anschlag der Achsbefestigungseinheit geschoben wird, erfolgt eine zuverlässige Fixierung der Achse an dem Hygienezylinder. Da die Befestigung nur auf einer Seite erfolgt, wird verhindert, dass es durch Temperaturschwankungen zu axialen Kräften in der Achse kommt. Somit werden einseitige Spannungen auf den Hygienezylinder unterbunden.
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In einer weiteren Variante ist die Länge der Sensoraufnahme wesentlich kürzer als die Länge des Trägers. Dadurch lassen sich für verschiedene Anwendungsfälle unterschiedliche Mengen von jeweils einen Sensor tragenden Sensoraufnahmen auf dem Träger anbringen.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 eine Darstellung einer als Träger ausgebildeten Achse mit der Sensoraufnahme,
- 3 eine Vergrößerung der an der Achse anliegenden Sensoraufnahme,
- 4 einen Schnitt durch die auf die Achse montierte Sensoraufnahme,
- 5 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Befestigung der Achse in einer Achsbefestigungseinheit,
- 6 ein zweites Ausführungsbeispiel zur Befestigung der Achse an den Achsbefestigungseinheiten,
- 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Befestigung der Achse an den Achsbefestigungseinheiten.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt, bei welchem auf einem den Hygienedesign-Richtlinien entsprechenden Hygienezylinder 2 parallel und beabstandet zu diesem eine als Träger ausgebildete Achse 3 angeordnet ist. Die Enden der Achse 3 greifen dabei in jeweils eine Achsbefestigungseinheit 4, 5 ein, die mit dem Hygienezylinder 2 verbunden sind. Dabei ist die Achsbefestigungseinheit 4 über eine Schraube 6 und die Achsbefestigungseinheit 5 über eine Schraube 7 mit dem Hygienezylinder 2 verschraubt. Auf der Achse 3 ist eine Sensoraufnahme 8 angeordnet.
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Wie aus 2 und 3 hervorgeht, umfasst die Sensoraufnahme 8 mittels einer Öffnung 18, Durchgangsöffnung bzw. Durchgangsbohrung die Achse 3, wobei ein Sensor 9 in einer Tasche 10 der Sensoraufnahme 8 parallel zum Hygienezylinder 2 gelagert ist. Der Sensor 9 ist dabei auf einer Leiterplatte 11 befestigt, welche sich parallel zur Achse 3 erstreckt. Ein Befestigungselement 12 zum Befestigen der Sensoraufnahme 8 an der Achse 3 ist in Umfangsrichtung der Achse 3 versetzt zu der Tasche 10, die den Sensor 9 beinhaltet, ausgebildet. Ein Schnitt durch die an der Achse 3 montierten Sensoraufnahme 8 ist in 4 näher dargestellt. Das Befestigungselement 12 besteht dabei aus einem Gewindestift, welcher in eine Bohrung der Sensoraufnahme 8 eingreift. Für die Fixierung des Sensors 9 wird der Gewindestift 12 angezogen, wodurch die Sensoraufnahme 8 an der Achse 3 verklemmt wird. Für die Montage der Achse 3 mit der Sensoraufnahme 8 kann in einer vorgegebenen Einfräsung des Gewindestiftes 12 ein Innensechskantschlüssel, Schraubendreher oder alternativ ein Maulschlüssel angesetzt werden und die Sensoraufnahme 8 fest mit der Achse 3 verschraubt werden. Um die Anforderungen der Hygiene einzuhalten, kommt über den Gewindestift 12 eine hygienedesignte Hutmutter 13.
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Eine vergrößerte Darstellung der Befestigung der Achse 3 an der Achsbefestigungseinheit 5 ist in einem Querschnitt in 5 dargestellt. Um die Achse 3 gegen Verschieben und Verdrehen zu sichern, wird auch hier die Achse 3 mit einem Gewindestift 14 fixiert. Dazu weist die Achse 3 auf einer Seite eine radiale Zentrierbohrung 15 auf, in welche der Gewindestift 14 beim Anziehen so geschoben wird, dass die Achse 3 bis an den Anschlag der Achsbefestigungseinheit 5 geschoben wird.
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Neben der geklemmten Befestigung der Achse 3 an den Achsbefestigungseinheiten 4, 5 ist auch ein Verschweißen der Achse 3 an den Achsbefestigungseinheiten 4, 5 möglich, wie es in 6 gezeigt ist. Dies hat aber zur Folge, dass vor dem Schweißen die Sensoraufnahmen 8 montiert werden müssen. Alternativ ist auch eine zweiteilige Sensoraufnahme 8 denkbar, so dass sich die Sensoraufnahme 8 nachträglich an der Achse 3 montieren lässt bzw. Sensoraufnahmen 8 ausgetauscht werden können.
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7 zeigt eine lösbare Verbindung der Achse 3 mit den Achsbefestigungseinheiten 4, 5. Dabei ist an den Enden der Achse 3 jeweils ein axiales Schraubgewinde 16, 17 ausgebildet. Die dargestellte Variante zeichnet sich dadurch aus, dass die Achse 3 auf einer Seite ein Linksgewinde bzw. auf der entgegengesetzten Seite ein Rechtsgewinde aufweist. Bei dieser Variante ist eine nachträgliche Montage der Sensoraufnahme 8 oder deren Austausch jederzeit möglich.
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Alternativ kann die Sensoraufnahme bei einem Zugstangenzylinder auf die Zugstange montiert werden.
