DE102018212558A1

DE102018212558A1 - Ankervorrichtung

Info

Publication number: DE102018212558A1
Application number: DE102018212558.9A
Authority: DE
Inventors: Fabian Purkl; Michael CURCIC; Miriam Kederer; Ricardo Ehrenpfordt; Tjalf Pirk; Wolfgang Pleuger; Uwe Wostradowski
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-01-30
Also published as: CN112513476A; WO2020020682A1; US20210355977A1; EP3830430A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ankervorrichtung, insbesondere einen Bolzenanker oder einen Spreizdübel, mit einer Kommunikationsschnittstelle, über die zumindest eine Information an eine externe Vorrichtung bereitstellbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Kommunikationsschnittstelle zumindest eine Oberflächenwelleneinheit zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle aufweist.

Description

Stand der Technik
In der WO 2013/113586 ist ein Ankersystem mit einem Sensor zur Erfassung einer axialen Endlage einer Spreizhülse beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Ankervorrichtung, insbesondere einen Bolzenanker oder einen Spreizdübel, mit einer Kommunikationsschnittstelle, über die zumindest eine Information an eine externe Vorrichtung bereitstellbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Kommunikationsschnittstelle zumindest eine Oberflächenwelleneinheit zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle aufweist. Vorteilhaft kann mittels der Oberflächenwelleneinheit eine leistungsfähige Kommunikationsschnittstelle realisiert werden.
Unter einer Ankervorrichtung soll insbesondere ein Bauteil oder eine Anordnung von Bauteilen zur zugsicheren Verbindung bzw. Verankerung von Bauteilen verstanden werden. Die Ankervorrichtung besteht vorzugsweise aus einem zugfesten Material, bevorzugt aus einem Metall. Die Ankervorrichtung ist in einem Bohrloch befestigbar ausgebildet. Die Ankervorrichtung ist insbesondere kraft- und/oder formschlüssig mit dem Werkstoff, in welchem das Bohrloch angeordnet ist, verbindbar ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass die Ankervorrichtung stoffschlüssig verbindbar mit dem Werkstoff, in welchem das Bohrloch angeordnet ist, ausgebildet ist. Das Bohrloch ist insbesondere als ein im Wesentlichen zylindrisches Bohrloch ausgebildet.
Die Kommunikationsschnittstelle ist insbesondere als eine passive Kommunikationsschnittstelle ausgebildet. Unter einer „passiven“ Kommunikationsschnittstelle soll dabei insbesondere eine Kommunikationsschnittstelle verstanden werden, die keine integrierte bzw. eigene Energieversorgung aufweist und kontaktlos durch die externe Vorrichtung aktivierbar ist. Die Kommunikationsschnittstelle ist insbesondere dazu ausgebildet, eine Information in Form eines elektrischen Signals auszusenden bzw. an die externe Vorrichtung zu übermitteln. Vorzugsweise sind sämtliche Oberflächenwelleneinheit passiv ausgebildet.
Bei der Information kann es sich beispielsweise um eine Identifikationsinformation handeln, über die die Ankervorrichtung identifizierbar ist. Die Identifikationsinformation kann beispielsweise Typ-, Modell-, Herstellerangaben und/oder eine eindeutige Identifizierung umfassen. Des Weiteren ist auch denkbar, dass die Information als eine Ankerinformation, eine Werkstückinformation, oder dergleichen ausgebildet ist. Bei der Ankerinformation kann es sich beispielsweise um eine Information handeln, über die der Zustand der Ankervorrichtung charakterisierbar ist, beispielsweise ob die Ankervorrichtung ausreichend stark im Bohrloch befestigt ist, ob die Ankervorrichtung richtig positioniert ist, ob die Ankervorrichtung mechanisch verspannt ist und/oder ob eine Deformation oder eine Korrosion der Ankervorrichtung eingetreten ist. Bei der Werkstückinformation kann es sich beispielsweise um eine Temperatur oder eine Feuchtigkeit des Werkstücks handeln, in dem die Ankervorrichtung befestigt ist.
Die externe Vorrichtung weist eine Kommunikationsschnittstelle auf, über die ein elektrisches Signal zum Datenaustausch generierbar ist. Die externe Vorrichtung ist insbesondere als eine akkubetriebene externe Vorrichtung ausgebildet. Die externe Vorrichtung kann beispielhaft als eine Handwerkzeugmaschine, die insbesondere zur Erzeugung des Bohrlochs oder zur Befestigung der Ankervorrichtung vorgesehen ist, ausgebildet sein. Die Handwerkzeugmaschine kann beispielhaft als eine Bohrmaschine, als eine Schlagbohrmaschine, als ein Bohrhammer, als ein Schrauber, als ein Drehschlagschrauber oder dergleichen ausgebildet sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass die externe Vorrichtung als ein eigens zum Auslesen der Ankervorrichtung bzw. der Kommunikationsschnittstelle der Ankervorrichtung vorgesehenes Gerät ausgebildet ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass die externe Vorrichtung als ein Smartphone oder ein mobiler Rechner, wie beispielsweise ein Laptop, ausgebildet ist. Alternativ ist denkbar, dass die externe Vorrichtung als eine stationäre Einheit ausgebildet ist, die im Bereich zumindest einer Ankervorrichtung, vorzugsweise in einem Bereich mit mehreren Ankervorrichtungen installiert ist. Über die als stationäre Einheit ausgebildete externe Vorrichtung können vorteilhaft mehrere Ankervorrichtungen periodisch mittels der Kommunikationsschnittstellen überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Verankerung sicher ist.
Die über die Kommunikationsschnittstelle bereitgestellten Informationen können beim und/oder nach dem Setzen der Ankervorrichtung überwacht und ausgewertet werden, um diese in einer Infrastruktur zu speichern oder in ein an die Kommunikationsschnittstelle angebundenes Speicherelement zu schreiben. Beim Setzen der Ankervorrichtung kann die Ankervorrichtung insbesondere über eine als eine Handwerkzeugmaschine ausgebildete externe Vorrichtung überwacht werden. Alternativ kann die Überwachung bzw. das Auslesen und Auswerten auch in einem Abstand von einigen Metern mittels einer mobilen externen Vorrichtung erfolgen. Es ist beispielsweise denkbar, dass das Speicherelement als RFID-Element ausgebildet und dazu vorgesehen ist, von nahe der Ankervorrichtung platzierten Werkzeugen oder Handwerkzeugmaschinen modifiziert und/oder beschrieben zu werden. Die Speicherung erfolgt dabei beispielsweise über eine physikalische Modifizierung eines Widerstands oder einer Kapazität, die durch die Kommunikationsschnittstelle wiederum auslesbar ist. Die über die Kommunikationsschnittstelle bereitgestellten Informationen können auch zu einem späteren Zeitpunkt abgerufen werden, insbesondere können mittels der Oberflächenwelleneinheit Änderungen des Zustands der Ankervorrichtung und/oder des Werkstücks überwacht werden.
Unter einer akustischen Oberflächenwelle soll insbesondere eine Körperschallwelle verstanden werden, die planar auf einer Oberfläche bzw. im Wesentlichen in zwei Dimensionen propagiert.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenwelleneinheit ein Piezoelement und zumindest eine erste Elektrodenstruktur aufweist, die derart miteinander verbunden sind, dass ein insbesondere an der ersten Elektrodenstruktur eingehendes elektrisches und/oder magnetisches Signal eine akustische Oberflächenwelle erzeugt und/oder eine insbesondere an der ersten Elektrodenstruktur eingehende akustische Oberflächenwelle ein ausgehendes elektrisches und/oder magnetisches Signal erzeugt. Unter einem elektrischen und magnetischen Signal soll dabei insbesondere ein elektromagnetisches Signal verstanden werden. Die akustische Oberflächenwelle propagiert bzw. breitet sich linear aus. Unter einem Piezoelement soll dabei insbesondere ein piezoelektrisches Material verstanden werden, das bei einer Verformung eine elektrische Spannung erzeugt und sich umgekehrt unter einer angelegten elektrischen Spannung elastisch verformt. Das Piezoelement kann aus einem piezoelektrischen Kristall, wie beispielsweise Quartz, Lithiumniobat oder Galliumorthophosphat, oder aus einer piezoelektrischen Keramik, wie beispielsweise einem Blei-Zirkonat-Titatant oder einem Blei-Magnesium-Niobat, bestehen. Die Elektrodenstruktur umfasst elektrische Leitelemente, die beispielhaft metallisch oder aus Graphit ausgebildet sein können. Insbesondere umfasst die Elektrodenstruktur zwei fingerartige Strukturen, die ineinander eingreifen. Die Elektrodenstruktur ist vorzugsweise auf dem Piezoelement angeordnet, bevorzugt liegt die Elektrodenstruktur auf dem Piezoelement auf. Insbesondere bildet die erste Elektrodenstruktur auf dem Piezoelement einen Interdigitaltransducer. Das elektrische Signal ist insbesondere als eine Wechselspannung ausgebildet.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenwelleneinheit zumindest ein Reflektorelement und/oder ein Verzögerungselement aufweist. Das Reflektorelement bzw. das Verzögerungselement sind auf dem Piezoelement der Oberflächenwelleneinheit angeordnet. Das Reflektorelement bzw. das Verzögerungselement weisen vorzugsweise jeweils zumindest zwei elektrische Leitelemente auf, die sich parallel zueinander erstrecken. Das Reflektorelement ist dazu ausgebildet, die akustische Oberflächenwelle zumindest teilweise zu reflektieren. Das Verzögerungselement ist dazu ausgebildet, eine Propagation der Oberflächenwelle zu verzögern. Vorzugsweise sind das Reflektorelement und das Verzögerungselement derart angeordnet, dass die akustische Oberflächenwelle derart beeinflusst wird, dass mittels des erzeugten elektrischen Signals an der ersten Elektrodenstruktur eine Identifikationsinformation bereitstellbar ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenwelleneinheit zumindest eine zweite Elektrodenstruktur aufweist, die mit einem Sensor verbunden ist. Vorteilhaft kann dadurch die Oberflächenwelleneinheit mit einem konventionellen Sensor gekoppelt werden. Die zweite Elektrodenstruktur ist insbesondere auf demselben Piezoelement wie die erste Elektrodenstruktur angeordnet. Vorzugsweise bildet die zweite Elektrodenstruktur auf dem Piezoelement einen zweiten Interdigitaltransducer. Die zweite Elektrodenstruktur ist insbesondere elektrisch mit dem Sensor verbunden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Sensor dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer physikalischen Messgröße eine Änderung einer Kapazität, einer Induktivität und/oder eines Widerstands der zweiten Elektrodenstruktur zu bewirken. Vorteilhaft kann dadurch die akustische Oberflächenwelle in Abhängigkeit der physikalischen Messgröße verändert werden. Die physikalische Messgröße kann beispielhaft als eine Feuchtigkeit im Bereich der Oberflächenwelleneinheit, ein auf die Oberflächenwelleneinheit wirkender Druck oder Stress, eine Verbiegung der Oberflächenwelleneinheit, eine Vibration im Bereich der Oberflächenwelleneinheit, eine Bewegung oder Auslenkung der Oberflächenwelleneinheit oder dergleichen ausgebildet sein. Der Sensor kann als ein kapazitiver Sensor, als ein induktiver Sensor oder als ein resistiver Sensor ausgebildet sein. Des Weiteren ist ebenso denkbar, dass der Sensor als ein schallbasierter Sensor ausgebildet ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenwelleneinheit zumindest ein Referenzelement aufweist. Das Referenzelement weist zumindest ein elektrisches Leitelement auf. Das Referenzelement kann identisch zu der zweiten Elektrodenstruktur ausgebildet sein und weist im Gegensatz zu der zweiten Elektrodenstruktur keine Verbindung zu einem Sensor auf. Vorteilhaft kann durch das Referenzelement, insbesondere durch einen Vergleich der an der zweiten Elektrodenstruktur und an dem Referenzelement reflektierten akustischen Oberflächenwelle oder ausgehenden elektrischen Signale, Umgebungseinflüsse ermittelt und kompensiert werden.
Die Ankervorrichtung kann eine oder mehrere Oberflächenwelleneinheiten aufweisen. Die Oberflächenwelleneinheiten können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein, wobei in diesem Zusammenhang unter „unterschiedlich“ insbesondere verstanden werden soll, dass die Oberflächenwelleneinheiten unterschiedliche Sensoren aufweisen. Es ist ebenfalls denkbar, dass ein von einer Oberflächenwelleneinheit ausgehendes elektrisches Signal von einer weiteren Oberflächenwelleneinheit als eingehendes elektrisches Signal empfangen wird, vorteilhaft kann dadurch die Reichweite des elektrischen Signals vergrößert werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Ankervorrichtung einen Grundkörper aufweist, der im befestigten Zustand zumindest teilweise in einem Bohrloch angeordnet ist, wobei die Oberflächenwelleneinheit insbesondere am Grundkörper angeordnet ist. Der Grundkörper weist einen Befestigungsbereich auf, der im befestigten Zustand innerhalb des Bohrlochs angeordnet ist. Die Oberflächenwelleneinheit kann an einer Mantelfläche des Grundkörpers oder an einer Stirnseite des Grundkörpers vorzugsweise im Befestigungsbereich, angeordnet sein. Des Weiteren kann der Grundkörper einen Freibereich aufweisen, der im befestigten Zustand außerhalb des Bohrlochs angeordnet ist. Insbesondere weist die Ankervorrichtung im Freibereich ein Zugaufnahmeelement auf, über das eine Zugkraft auf den Grundkörper einleitbar ist. Das Zugaufnahmeelement kann beispielsweise als ein Gewinde ausgebildet sein. Der Grundkörper der Ankervorrichtung ist vorzugsweise als ein einziges Bauteil ausgebildet. Bevorzugt bildet die Oberflächenwelleneinheit teilweise die Außenfläche des Grundkörpers. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Oberflächenwelleneinheit zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Ankervorrichtung zumindest ein Befestigungselement aufweist, das relativ zum Grundkörper beweglich ausgebildet ist, wobei die Oberflächenwelleneinheit am Befestigungselement angeordnet ist. Vorteilhaft kann dadurch eine möglichst präzise Messung der Befestigungsstärke ermöglicht werden. Das Befestigungselement ist vorzugsweise im Befestigungsbereich des Grundkörpers mit diesem beweglich verbunden. Das Befestigungselement ist insbesondere als ein Spreizelement ausgebildet, das sich beim Einleiten einer Zugkraft auf den Grundkörper radial nach außen verschiebt. Die Oberflächenwelleneinheit kann zwischen dem Befestigungselement und dem Grundkörper angeordnet sein. Alternativ kann die Oberflächenwelleneinheit auch an einer dem Grundkörper abgewandten Seite angeordnet sein. Die Oberflächenwelleneinheit kann teilweise die Außenfläche des Befestigungselements bilden oder alternativ innerhalb des Befestigungselements angeordnet sein.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein System bestehend aus einer Ankervorrichtung wie zuvor beschrieben und einem elastischen Element, wobei das elastische Element derart im Bohrloch anordenbar ist, dass das elastische Element an der Oberflächenwelleneinheit anliegt. Vorteilhaft ermöglicht das elastische Element eine alternative Möglichkeit zur Messung der Befestigung der Ankervorrichtung. Insbesondere beaufschlagt das elastische Element die Ankervorrichtung bzw. die Oberflächenwelleneinheit im befestigten Zustand der Ankervorrichtung mit einer Kraft. Das elastische Element kann mit der Ankervorrichtung verbunden sein, beispielsweise stoffschlüssig, damit das elastische Element zusammen mit der Ankervorrichtung in das Bohrloch einsetzbar ist. Alternativ ist auch denkbar, dass zuerst das elastische Element und in einem zweiten Schritt die Ankervorrichtung in das Bohrloch eisnetzbar ist. Das elastische Element kann als ein elastischer Kunststoff, beispielsweise ein Gummi, als ein Gel oder als ein Öl ausgebildet sein. Alternativ ist denkbar, dass das elastische Element als ein Ballonelement ausgebildet ist. Das Ballonelement weist vorzugsweise eine elastische Hülle aus Kunststoff auf, in der ein Gas oder eine Flüssigkeit angeordnet ist.
Zudem betrifft die Erfindung eine Unterlegscheibe oder eine Mutter mit einer Kommunikationsschnittstelle, über die zumindest eine Information an eine externe Vorrichtung bereitstellbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Kommunikationsschnittstelle zumindest eine Oberflächenwelleneinheit zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle aufweist. Die Unterlegscheibe und/oder die Mutter sind insbesondere zur Befestigung der Ankervorrichtung mittels des Zugaufnahmeelements der Ankervorrichtung ausgebildet. Vorteilhaft ist die Oberflächenwelleneinheit auf einer der Mutter bzw. der Unterlegscheibe zugewandten Seite der Unterlegscheibe bzw. der Mutter angeordnet, um vorteilhaft eine Messung der Anpresskraft zwischen den beiden Bauteilen über die Oberflächenwelleneinheit zu ermitteln.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Übermittlung einer Information von einer Ankervorrichtung an eine externe Vorrichtung, umfassend folgende Schritte:

- Empfangen eines elektrischen Signals durch die Ankervorrichtung,
- Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle durch die Ankervorrichtung,
- Senden eines elektrischen Signals durch die Ankervorrichtung.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auslesen einer Information einer Ankervorrichtung, umfassend folgende Schritte:

- Empfang eines elektrischen Signals einer Oberflächenwelleneinheit der Ankervorrichtung durch eine externe Vorrichtung;
- Ermittlung zumindest einer Information der Ankervorrichtung basierend auf dem elektrischen Signal durch die externe Vorrichtung.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Information basierend auf einer Frequenz, einer Geschwindigkeit, einer Phase und/oder einer Amplitude der akustischen Oberflächenwelle ermittelt wird. Vorteilhaft kann über eine Änderung der Frequenz, der Geschwindigkeit, der Phase und/oder der Amplitude der akustischen Oberflächenwelle eine oder mehrere physikalischen Messgrößen, wie beispielsweise die Temperatur, die Feuchtigkeit, der Druck, etc. im Bereich der Oberflächenwelleneinheit an der Ankervorrichtung ermittelt werden.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine externe Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren wie zuvor beschrieben durchzuführen.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Bezugszeichen von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung, die sich im Wesentlichen entsprechen, werden mit derselben Zahl und mit einem die Ausführungsform kennzeichnenden Buchstaben versehen.
Es zeigen:

1a eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Ankervorrichtung mit einer Kommunikationsschnittstelle im eingesetzten Zustand;
1b eine Seitenansicht der Ankervorrichtung gemäß 1a im befestigten Zustand;
1c ein Schnitt durch die Kommunikationsschnittstelle;
1d ein schematisches Layout der Oberflächenwelleneinheit;
2a eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Ankervorrichtung;
2b ein schematisches Layout einer ersten Oberflächenwelleneinheit der Ankervorrichtung gemäß 2a;
2c ein schematisches Layout einer zweiten Oberflächenwelleneinheit der Ankervorrichtung gemäß 2a;
3 ein schematisches Layout einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Oberflächenwelleneinheit;
4 eine Seitenansicht eines Systems bestehend aus einer Ankervorrichtung und einem elastischen Element.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1a und 1b ist jeweils eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ankervorrichtung 10 mit einer Kommunikationsschnittstelle 100 gezeigt. Die Ankervorrichtung 10 ist insbesondere zur Montage von Schwerlastbauteilen 12 an Wänden oder Decken ausgebildet. Hierzu wird zunächst ein Bohrloch 14 in einem Werkstück 16 mittels einer als Bohrhammer ausgebildeten Handwerkzeugmaschine (nicht dargestellt) erzeugt. Das Werkstück 16 ist beispielhaft als eine Betonwand ausgebildet. Die Ankervorrichtung 10 besteht aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Edelstahl.
Zur Montage wird zunächst das Schwerlastbauteil 12 an der Wand positioniert. Die Ankervorrichtung 10 wird über eine Montageöffnung 18 des Schwerlastbauteils 12 in das Bohrloch 14 hineingeführt, sodass ein Befestigungsbereich 20 der Ankervorrichtung 10 innerhalb des Bohrlochs 14 angeordnet ist. Die Ankervorrichtung 10 weist ein vorderes Ende 22 auf, das im befestigten Zustand im Bohrloch 14 angeordnet ist. Des Weiteren weist die Ankervorrichtung 10 ein dem vorderen Ende 22 gegenüberliegendes hinteres Ende 24 auf. Das hintere Ende 24 ist im befestigten Zustand in einem Freibereich 26 angeordnet ist, der sich außerhalb des Bohrlochs 14 erstreckt.
Die Ankervorrichtung 10 weist einen Grundkörper 28 auf, der eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist. Der Grundkörper 28 erstreckt sich von dem Befestigungsbereich 20 in den Freibereich 26. Insbesondere erstreckt sich der Grundkörper 28 von dem vorderen Ende 22 bis hin zu dem hinteren Ende 24 über die gesamte Länge der Ankervorrichtung 10. Der Grundkörper 28 ist beispielhaft einstückig ausgebildet. Unter einstückig soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Grundkörper 28 aus einem einzigen Stück gefertigt ist und somit nicht aus mehreren Bauteilen besteht, die kraft-, form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Alternativ wäre auch denkbar, den Grundkörper 28 mehrteilig auszubilden.
Der Grundkörper 28 weist ein Zugaufnahmeelement 30 auf, über das eine Zugkraft auf den Grundkörper 28 einleitbar ist. Das Zugaufnahmeelement 30 ist beispielhaft als ein Gewinde 32 bzw. als ein Außengewinde ausgebildet. Das Zugaufnahmeelement 30 kann je nach Eindringtiefe der Ankervorrichtung 10 im Bohrloch 14 teilweise oder vollständig im Freibereich 26 angeordnet.
Des Weiteren weist die Ankervorrichtung 10 ein Befestigungselement 33 auf. Das Befestigungselement 33 ist mit dem Grundkörper 28 verbunden. Insbesondere ist das Befestigungselement 33 derart mit dem Grundkörper 28 verbunden, dass das Befestigungselement 33 relativ zum Grundkörper 28 beweglich ausgebildet ist. Das Befestigungselement 33 ist axial beweglich auf dem Grundkörper 28 gelagert. Das Befestigungselement 33 weist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form auf und umschließt den Grundkörper 28 im Befestigungsbereich 20. Das Befestigungselement 33 ist wie auch der Grundkörper 28 metallisch ausgebildet. Insbesondere besteht die Ankervorrichtung 10 aus dem Grundkörper 28 und dem Befestigungselement 33. Das Befestigungselement 33 ist geschlitzt ausgebildet. Insbesondere weist das Befestigungselement 33 zwei Schlitze 34 auf, die vorzugsweise einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Schlitze 34 erstrecken sich parallel zu einer Längsachse 36 der Ankervorrichtung 10. Die Schlitze 34 beginnen auf einer vorderen, dem vorderen Ende 22 der Ankervorrichtung 10 zugwandten, Seite des Befestigungselements 33. Die Länge der Schlitze 34 ist derart gewählt, dass das Befestigungselement 33 unter Krafteinwirkung spreizbar ist. Die Länge der Schlitze 34 kann in einem Bereich zwischen 10 % und 90 % der Länge des Befestigungselements 33 liegen und beträgt in der gezeigten Ausführungsform beispielhaft ca. 50 % der Länge des Befestigungselements 33. Das Befestigungselement 33 ist beispielhaft als eine Spreizhülse 35 ausgebildet.
In 1a ist die Ankervorrichtung 10 im eingesetzten Zustand gezeigt, in der die Ankervorrichtung 10 lösbar im Bohrloch 14 angeordnet ist. In 1b ist die Ankervorrichtung 10 im befestigten Zustand gezeigt, in welchem die Ankervorrichtung 10 nicht mehr werkzeuglos lösbar im Bohrloch 14 angeordnet ist. Zur Befestigung wird die Ankervorrichtung 10 zunächst mit einer Unterlegscheibe 40 verbunden, die auf den Grundkörper 28, insbesondere auf den Freibereich 26 des Grundkörpers 28, aufgeschoben wird. In einem weiteren Schritt wird eine Mutter 42 mit der Ankervorrichtung 10, insbesondere mit dem Grundkörper 28 der Ankervorrichtung 10, verbunden. Die Mutter 42 weist ein nicht dargestelltes Innengewinde auf, das zu dem als Gewinde 32 ausgebildeten Zugaufnahmeelement 30 der Ankervorrichtung 10 bzw. des Grundkörpers 28 korrespondiert. Zunächst wird die Mutter 42 solange auf die Ankervorrichtung 10 geschraubt, bis die Mutter 42 an der Unterlegscheibe 40 und die Unterlegscheibe 40 an dem Schwerlastbauteil 12 anliegt. Anschließend wird mittels eines Werkzeugs, wie einem Schraubenschlüssel, oder einer Handwerkzeugmaschine 44, wie einem Schrauber, ein Drehmoment auf die Mutter 42 übertragen, wobei über das Zugaufnahmeelement 30 das auf die Mutter 42 wirkende Drehmoment in eine auf die Ankervorrichtung 10, insbesondere auf den Grundkörper 28 der Ankervorrichtung 10, wirkende Zugkraft 46 übertragen wird. Durch die Zugkraft 46 bewegt sich der Grundkörper 28 in einem geringen Maße aus dem Bohrloch 14 hinaus. Insbesondere erfolgt aufgrund der Zugkraft 46 eine axiale Relativbewegung des Grundkörpers 28 relativ zu dem Befestigungselement 33.
Im Bereich des vorderen Endes 22 weist der Grundkörper 28 der Ankervorrichtung 10 eine Verdickung 48 auf. Im Bereich der Verdickung 48 ist der Außendurchmesser des Grundkörpers 28 vergrößert. Somit weist der Grundkörper 28 zumindest zwei Bereiche mit unterschiedlichen Außendurchmessern auf. Insbesondere weist der Grundkörper 28 im Bereich der Verdickung 48 einen größeren Außendurchmesser auf, als in dem Bereich in dem der Grundkörper 28 von dem Befestigungselement 33 im eingesetzten Zustand umschlossen ist. Ein Übergang 50 zwischen dem kleineren Außendurchmesser und dem größeren Außendurchmesser im Bereich der Verdickung 48 ist vorzugsweise stetig, und somit nicht sprunghaft, ausgebildet. Der Übergang 50 kann beispielsweise konisch ausgebildet sein.
Durch die die axiale Relativbewegung zwischen dem Grundkörper 28 und dem Befestigungselement 33, bewegt sich die Verdickung 48 am vorderen Ende 22 des Grundkörpers 28 in Richtung des Befestigungselements 33. Insbesondere wird die Verdickung 48 mit dem Übergang 50 voran in das Befestigungselement 33 hineineingeschoben, wobei durch den sich vergrößernden Außendurchmesser der Verdickung 48 bzw. des Übergangs 50 eine nach außen, insbesondere radial nach außen, wirkende Kraft 52 das Befestigungselement 33 beaufschlagt.
Durch diese Kraft 52 erfolgt eine radiale Relativbewegung des Befestigungselements 33 relativ zum Grundkörper 28, die im Wesentlichen einem Spreizen entspricht. Durch die Verdickung 48 am vorderen Ende 22 des Grundkörpers 28 und dem als Spreizhülse 35 ausgebildeten Befestigungselement 33 kann somit die axial wirkende Zugkraft 46 in eine radial wirkende Kraft 52 umgewandelt werden, die dazu vorgesehen ist, die Ankervorrichtung 10 in dem Bohrloch zu befestigen. Eine Außenfläche 54 des Befestigungselements 33 beaufschlagt eine Innenfläche 56 des Bohrlochs 14 mit einer Kraft, die im Wesentlichen proportional zu der aufgebrachten Zugkraft 46 ist.
Die Kommunikationsschnittstelle 100 der Ankervorrichtung 10 ist in dieser Ausführungsform beispielhaft im Bereich des hinteren Endes 24 angeordnet. Insbesondere ist die Kommunikationsschnittstelle 100 auf einer Hinterseite 57 angeordnet, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 36 der Ankervorrichtung 10 erstreckt. Die Kommunikationsschnittstelle 100 ist beispielhaft in einer Aussparung 58 des Grundkörpers 28 der Ankervorrichtung 10 eingebettet. Die Kommunikationsschnittstelle 100 weist eine Oberflächenwelleneinheit 102 zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle auf.
In 1c ist ein Schnitt durch die Kommunikationsschnittstelle 100 am hinteren Ende 24 der Ankervorrichtung 10 gezeigt. In 1d ist ein schematisches Layout der Oberflächenwelleneinheit 102 gezeigt. Die Oberflächenwelleneinheit 102 ist als ein dem Fachmann bekannter „one-port resonator“ ausgebildet. Die Oberflächenwelleneinheit 102 weist ein Piezoelement 104 und eine erste Elektrodenstruktur 106 auf. Die erste Elektrodenstruktur 106 ist auf dem Piezoelement 104 angeordnet. Insbesondere liegt die erste Elektrodenstruktur 106 auf dem Piezoelement 104 auf und ist stoffschlüssig mit diesem verbunden. Das Piezoelement 104 besteht aus einem piezoelektrischen Material, beispielhaft aus Quartz. Die erste Elektrodenstruktur 106 umfasst zwei elektrische Leitelemente 108, die fingerartig ineinandergreifen. Die elektrischen Leitelemente 108 bestehen aus einem Metall, beispielsweise aus Gold. Die erste Elektrodenstruktur 106 ist als ein Interdigitaltransducer ausgebildet.
Die erste Elektrodenstruktur 106 ist derart ausgebildet, dass ein an ihr eingehendes elektrisches Signal 68, beispielsweise eine Wechselspannung, in eine akustische Oberflächenwelle umgewandelt wird, die auf dem Piezoelement 104 propagiert.
Das eingehende elektrische Signal 68 ist von einer externen Vorrichtung 60 erzeugbar. Die externe Vorrichtung kann beispielhaft als ein mobiles Lesegerät 62, ein Smartphone 64 oder als eine Handwerkzeugmaschine 44 ausgebildet sein. Die externe Vorrichtung umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 66 über die ein elektrisches Signal 68 an die Kommunikationsschnittstelle 100 der Ankervorrichtung 10 aussendbar und/oder ein elektrisches Signal 70 von der Kommunikationsschnittstelle 100 der Ankervorrichtung 10 empfangbar ist. Vorzugsweise weist die externe Vorrichtung 60 zumindest eine Recheneinheit zur Verarbeitung des elektrischen Signals 70 auf, wobei über das elektrische Signal 70 der Kommunikationsschnittstelle eine Information ermittelbar ist. In dieser Ausführungsform ist das eingehende und das ausgehende Signal 68, 70 beispielhaft als ein elektrisches Signal ausgebildet. Alternativ wäre auch denkbar, dass das eingehende und das ausgehende Signal 68, 70 als ein magnetisches oder ein elektromagnetisches Signal ausgebildet sind.
Die Oberflächenwelleneinheit 102 weist zudem ein Reflektorelement 110 zur Reflektion der akustischen Oberflächenwelle auf. Des Weiteren weist die Oberflächenwelleneinheit 102 beispielhaft zwei Verzögerungselemente 112 auf, die zur Teilreflektion und/oder zur Verzögerung bzw. Anpassung der Eigenschaften der akustischen Oberflächenwelle ausgebildet sind. Die Verzögerungselemente 112 und das Reflektorelement 110 bestehen aus elektrischen Leitelementen 108, die beispielhaft ebenfalls aus Gold ausgebildet sind. Die Verzögerungselemente 112 und das Reflektorelement 110 sind auf dem Piezoelement 104 aufgebracht.
Die durch die erste Elektrodenstruktur 106 erzeugte akustische Oberflächenwelle wird durch die Verzögerungselemente 112 und das Reflektorelement 110 zu der ersten Elektrodenstruktur 106 zurück reflektiert. Die an der ersten Elektrodenstruktur 106 eingehende akustische Oberflächenwelle wird in ein ausgehendes elektrisches Signal 70 umgewandelt, das von der externen Vorrichtung 60 empfangbar ist. Über das ausgehende elektrische Signal 70 wird eine Information bereitgestellt, die beispielhaft als eine Identifikationsinformation ausgebildet ist.
Durch die Anzahl und die Anordnung bzw. den Abstand der Verzögerungselemente 112 und des Reflektorelements 110 ist die reflektierte akustische Oberflächenwelle während ihrer Propagation derart verzögerbar und/oder in ihrer Amplitude/Frequenz/Phase anpassbar ausgebildet, dass das ausgehende elektrische Signal 70 charakteristisch ist, sodass die Ankervorrichtung 10 über das ausgehende elektrische Signal 70 durch die externe Vorrichtung 60 identifizierbar ist.
Es sind auch andere Anordnungen der Kommunikationsschnittstelle 100 bzw. der Oberflächenwelleneinheit 102 an der Ankervorrichtung 10 denkbar. Die Kommunikationsschnittstelle 100 kann im Freibereich 26 oder im Befestigungsbereich 20 angeordnet sein. Im Freibereich 26 ist beispielhaft denkbar, dass die Kommunikationsschnittstelle 100 an einer Mantelfläche des Grundkörpers 28 und/oder am Zugaufnahmeelement 30 angeordnet ist. Im Befestigungsbereich 20 ist beispielhaft denkbar, dass die Kommunikationsschnittstelle 100 an der Mantelfläche des Grundkörpers 28, insbesondere zwischen der Verdickung 38 und dem Zugaufnahmeelement 30 angeordnet. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Kommunikationsschnittstelle 100 an der Stirnseite 72 der Ankervorrichtung 10 angeordnet ist, die sich am vorderen Ende 22 der Ankervorrichtung 10 befindet und sich senkrecht zu der Längsachse 36 der Ankervorrichtung 10 erstreckt. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Kommunikationsschnittstelle 100 im Bereich der Verdickung 48 bzw. des Übergangs 50 der Verdickung 50 angeordnet und der Innenfläche 56 des Bohrlochs 14 zugewandt ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Kommunikationsschnittstelle 100 an einer Innenfläche des Befestigungselements 33 oder an der Außenfläche 54 des Befestigungselements 33 angeordnet ist.
Abhängig von der Anordnung der Kommunikationsschnittstelle 100 an der Ankervorrichtung 10 ist auch denkbar, dass das ausgehende elektrische Signal 70 zumindest eine weitere Information bereitstellt. Beispielhaft kann die akustische Oberflächenwelle über die Temperatur oder einen anliegenden Druck, anliegende Scherkräfte oder dergleichen beeinflusst werden. Änderungen an den Eigenschaften der akustischen Oberflächenwelle resultieren wiederum in einer Veränderung des ausgehenden elektrischen Signals 70, wobei über die externe Vorrichtung 60 basierend auf den Veränderungen des elektrischen Signals 70 physikalische Messgrößen wie die Temperatur im Bereich der Oberflächenwelleneinheit 102 oder anliegende Kräfte ermittelbar sind.
In 2a ist eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Ankervorrichtung 100 gezeigt. Die Ankervorrichtung 100a unterscheidet sich dabei insbesondere durch die Ausbildung der Kommunikationsschnittstelle 100a sowie der Anordnung der Kommunikationsschnittstelle 100a an der Ankervorrichtung 10a. Die Ankervorrichtung 100a ist im befestigten Zustand gezeigt. Die Kommunikationsschnittstelle 100a ist beispielhaft auf der Außenfläche 54a des Befestigungselements 33a der Ankervorrichtung 10a angeordnet. Im befestigten Zustand der Ankervorrichtung 10a beaufschlagt die Kommunikationsschnittstelle 100a bzw. die Oberflächenwelleneinheit 102a die Innenfläche 56 des Bohrlochs 14 im Werkstück 16 mit einer Kraft.
Die Oberflächenwelleneinheit 102a wird anhand des in 2b gezeigten schematischen Layouts näher erläutert. Die Oberflächenwelleneinheit 102a ist als ein dem Fachmann bekannter „two-port resonator“ ausgebildet. Die Oberflächenwelleneinheit 102a weist eine erste Elektrodenstruktur 106a und eine zweite Elektrodenstruktur 114a auf, die auf demselben Piezoelement 104a angeordnet sind. Die erste Elektrodenstruktur 106a und die zweite Elektrodenstruktur 114a sind als Interdigitaltransducer ausgebildet. Die erste Elektrodenstruktur 106a ist dazu ausgebildet, ein eingehendes elektrisches Signal 68a, das von einer externen Vorrichtung 60a bereitgestellt wird, in eine akustische Oberflächenwelle zu wandeln. Die akustische Oberflächenwelle propagiert auf dem Piezoelement 104a zu der zweiten Elektrodenstruktur 114a.
Die zweite Elektrodenstruktur 114a ist dazu ausgebildet, eine eingehende Oberflächenwelle in ein ausgehendes elektrisches Signal 70a zu wandeln, welches eine Information an die externe Vorrichtung 60a bereitstellt. Die zweite Elektrodenstruktur 114a umfasst zwei elektrisches Leitelemente 108a, die fingerartig ineinandergreifen. Die zweite Elektrodenstruktur 114a ist mit einem Sensor 116a verbunden. Der Sensor 116a ist als ein kapazitiver Sensor 118a ausgebildet. Insbesondere ist der Sensor 116a als ein Drucksensor ausgebildet. Der Sensor 116a ist derart ausgebildet, dass ein auf die Oberflächenwelleneinheit 102a bzw. auf den Sensor 116a wirkender Druck eine Änderung der Kapazität des Sensors 116a bewirkt. Insbesondere ist der Sensor 116a derart mit der zweiten Elektrodenstruktur 114a verbunden, dass eine Änderung der Kapazität des Sensors 116a eine Änderung der Kapazität der zweiten Elektrodenstruktur 114a bewirkt. Eine Veränderung der Kapazität der zweiten Elektrodenstruktur 114a bewirkt eine Veränderung des ausgehenden elektrischen Signal 70a, sodass über das ausgehende elektrische Signal 70a eine Information bezüglich des anliegenden Drucks bereitgestellt wird. Vorteilhaft kann über den an der Oberflächenwelleneinheit 102a anliegenden Druck ermittelt werden, wie gut die Befestigung der Ankervorrichtung ist, und damit ein Ankerzustand. Vorteilhaft ist hierzu die Kommunikationsschnittstelle 100a bzw. die Oberflächenwelleneinheit 102a derart angeordnet, dass eine von dem Grundkörper 28a auf das Befestigungselement 33a oder eine von dem Befestigungselement 33a auf das Werkstück 16 wirkende Kraft messbar ist. Somit ist sowohl eine Anordnung am Grundkörper 28a als auch an dem Befestigungselement 33a der Ankervorrichtung 10a denkbar.
Die Ankervorrichtung 10a kann eine oder mehrere Oberflächenwelleneinheiten aufweisen. Die Oberflächenwelleneinheiten können dabei zur Bereitstellung gleicher oder unterschiedlicher Informationen ausgebildet sein.
Beispielhaft weist die Ankervorrichtung gemäß 2a eine zweite Oberflächenwelleneinheit 120a auf, die ebenfalls auf der Außenfläche 54a des Befestigungselements 33a der Ankervorrichtung 10a angeordnet ist. Ein schematisches Layout der zweiten Oberflächeneinheit 120a ist in 2c gezeigt. Die zweite Oberflächenwelleneinheit 120a entspricht in ihrem Aufbau im Wesentlichen der zuvor beschriebenen Oberflächenwelleneinheit 102a mit einer ersten und einer zweiten Elektrodenstruktur 106a, 114a, unterscheidet sich jedoch in dem mit der zweiten Elektrodenstruktur 114a verbundenen Sensor 116a. Der Sensor 116a der zweiten Elektrodenstruktur 114a der zweiten Oberflächenwelleneinheit 120a ist als ein widerstandsabhängiger Sensor 122a ausgebildet. Insbesondere ist der Sensor 116a der zweiten Oberflächenwelleneinheit 120a als ein Feuchtigkeitssensor ausgebildet, wobei abhängig von der Feuchtigkeit im Bereich der zweiten Oberflächenwelleneinheit 120a eine Änderung des Widerstands des widerstandsabhängigen Sensors 122a erfolgt. Insbesondere ist der Sensor 116a derart mit der zweiten Elektrodenstruktur 114a der zweiten Oberflächenwelleneinheit 120a verbunden, dass eine Änderung des Widerstands des Sensors 116a eine Änderung des Widerstands der zweiten Elektrodenstruktur 114a bewirkt. Eine Veränderung des Widerstands der zweiten Elektrodenstruktur 114a bewirkt eine Veränderung des ausgehenden elektrischen Signal 70a, sodass über das ausgehende elektrische Signal 70a eine Information bezüglich der Feuchtigkeit bereitgestellt wird. Vorteilhaft kann dadurch über die Kommunikationsschnittstelle 100a auch eine Information bezüglich des Zustands des Werkstücks bereitgestellt werden.
Alternativ wäre auch denkbar, dass die Ankervorrichtung 10a zwei, drei oder mehrere Oberflächenwelleneinheiten 102a mit Sensoren 116a, die als kapazitive Drucksensoren 118a ausgebildet sind, aufweist, die in Umfangsrichtung vorzugsweise gleichmäßig beabstandet sind, um vorteilhaft die Kraft auf unterschiedlichen Seiten der Ankervorrichtung 10a zu ermitteln.
In 3 ist ein schematisches Layout einer alternativen Ausführungsform der Oberflächenwelleneinheit 102a gezeigt. Die Oberflächenwelleneinheit 102b weist eine erste Elektrodenstruktur 106b und eine zweite Elektrodenstruktur 114b auf, die auf einem Piezoelement 104b angeordnet sind. Des Weiteren weist die Oberflächenwelleneinheit 102b ein Referenzelement 124b auf, das ebenfalls auf dem Piezoelement 104b angeordnet ist. Die erste Elektrodenstruktur 106b ist dazu ausgebildet, ein eingehendes elektrisches Signal 70b, das von einer externen Vorrichtung bereitgestellt wird, in eine akustische Oberflächenwelle zu wandeln. Die akustische Oberflächenwelle propagiert auf dem Piezoelement 104b zu der zweiten Elektrodenstruktur 114b und zu dem Referenzelement 124b. Die zweite Elektrodenstruktur 114b ist dazu ausgebildet, eine eingehende Oberflächenwelle in ein ausgehendes elektrisches Signal 70b zu wandeln, welches eine Information an die externe Vorrichtung bereitstellt. Die zweite Elektrodenstruktur 114b ist mit einem Sensor 116b verbunden. Der Sensor 116b ist als ein kapazitiver Sensor 118b ausgebildet. Das Referenzelement 124b umfasst zwei elektrische Leitelemente 108b, die fingerartig ineinandergreifen. Das Referenzelement 124b ist dazu ausgebildet, eine eingehende Oberflächenwelle in ein ausgehendes elektrisches Referenzsignal 71b zu wandeln, welches eine Referenzinformation an die externe Vorrichtung bereitstellt. Vorteilhaft kann mittels eines Vergleichs des elektrischen Signals 70b der zweiten Elektrodenstruktur 114b und des elektrischen Referenzsignals 71b des Referenzelements 124b eine präzisere Information ermittelt werden.
In 4 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ankervorrichtung 10c gezeigt.
Die Ankervorrichtung 10c weist eine Kommunikationsschnittstelle 100c mit einer Oberflächenwelleneinheit 102c auf, die am vorderen Ende 22c der Ankervorrichtung 10c, insbesondere an der Stirnseite 72c des Grundkörpers 28c der Ankervorrichtung 10c angeordnet ist. Die Oberflächenwelleneinheit 102c entspricht im Wesentlichen der Oberflächenwelleneinheit 102b der vorherigen Ausführungsform mit einem als kapazitiven Drucksensor ausgebildeten Sensor. Die Ankervorrichtung 10c ist in einem befestigten Zustand gezeigt, wobei die Ankervorrichtung 10c das Bohrloch 14 axial nicht vollständig ausfüllt, sodass zwischen Ankervorrichtung 10c und dem Bohrloch 14 ein Hohlraum 15 angeordnet ist. Eine Länge 74 des Hohlraums 15 entspricht im Wesentlichen eine Differenz zwischen einer Bohrlochtiefe des Bohrlochs 14 und einer Eindringtiefe der Ankervorrichtung 10c. Ein Durchmesser des Hohlraums 15 entspricht im Wesentlichen einem Durchmesser des Bohrlochs 14.
Im Hohlraum 15 ist ein elastisches Element 126b angeordnet, dass den Hohlraum 15 im Wesentlichen ausfüllt. Das elastische Element kann vor dem Einsetzen der Ankervorrichtung 10c in das Bohrloch 14 eingesetzt werden oder stirnseitig am vorderen Ende 22 des Ankervorrichtung 10c, um das elastische Element 126b zusammen mit der Ankervorrichtung 10c in das Bohrloch 14 einzusetzen. Das elastische Element 126b ist beispielhaft als ein Ballonelement ausgebildet und weist eine Kunststoffhülle 128b auf, in der eine kompressible Flüssigkeit 130b eingeschlossen ist. Im entspannten Zustand weist das elastische Element 126b ein größeres Volumen auf, als der Hohlraums 15. Im befestigten Zustand liegt das elastische Element 126b auf einer Seite am Bohrlochgrund und an einer gegenüberliegenden Seite an der Ankervorrichtung 10c, insbesondere an der Oberflächenwelleneinheit 102c, an und wird dadurch komprimiert.
Abhängig von dem Grad der Komprimierung des elastischen Elements 126b wirkt ausgehend von dem elastischen Element 126b eine Kraft auf die Ankervorrichtung 10c, insbesondere auf die Oberflächenwelleneinheit 102c. Diese Kraft beeinflusst wie zuvor beschrieben das ausgehende elektrische Signal 70c, das der externen Vorrichtung bereitgestellt wird und die basierend auf dem elektrischen Signal 70c Eindringtiefe der Ankervorrichtung 10c und/oder den Abstand der Ankervorrichtung 10c von dem Bohrlochgrund ermitteln kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2013/113586 [0001]

Claims

Ankervorrichtung, insbesondere Bolzenanker oder Spreizdübel, mit einer Kommunikationsschnittstelle (100), über die eine Information an eine externe Vorrichtung (60) bereitstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (100) zumindest eine Oberflächenwelleneinheit (102) zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle aufweist.
Ankervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenwelleneinheit (102) ein Piezoelement (104) und zumindest eine erste Elektrodenstruktur (106) aufweist, die derart miteinander verbunden sind, dass ein eingehendes elektrisches und/oder magnetisches Signal (68) eine akustische Oberflächenwelle erzeugt und/oder eine eingehende akustische Oberflächenwelle ein ausgehendes elektrisches und/oder magnetisches Signal (70) erzeugt.
Ankervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenwelleneinheit (102) zumindest ein Reflektorelement (110) und/oder ein Verzögerungselement (112) aufweist.
Ankervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenwelleneinheit (102b) zumindest ein Referenzelement (124b) aufweist.
Ankervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenwelleneinheit (102a) zumindest eine zweite Elektrodenstruktur (114a) aufweist, die mit einem Sensor (116a) verbunden ist.
Ankervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (116a) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer physikalischen Messgröße eine Änderung einer Kapazität, einer Induktivität und/oder eines Widerstands der zweiten Elektrodenstruktur (114a) zu bewirken.
Ankervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankervorrichtung (10) einen Grundkörper (28) aufweist, der im befestigten Zustand zumindest teilweise in einem Bohrloch (14) angeordnet ist, wobei die Oberflächenwelleneinheit (102) insbesondere am Grundkörper (28) angeordnet ist.
Ankervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankervorrichtung (10a) zumindest ein Befestigungselement (33) aufweist, das relativ zum Grundkörper (28) beweglich ausgebildet ist, wobei die Oberflächenwelleneinheit (102a) am Befestigungselement (33a) angeordnet ist.
System bestehend aus einer Ankervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche und einem elastischen Element (126c), wobei das elastische Element (126c) derart im Bohrloch (14) anordenbar ist, dass das elastische Element (126c) an der Oberflächenwelleneinheit (102c) anliegt.
Unterlegscheibe oder Mutter mit einer Kommunikationsschnittstelle (100), über die eine Information an eine externe Vorrichtung (60) bereitstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (100) zumindest eine Oberflächenwelleneinheit (102) zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle aufweist.
Verfahren zur Übermittlung einer Information von einer Ankervorrichtung (10) an eine externe Vorrichtung (60), umfassend folgende Schritte: - Empfangen eines elektrischen und/oder magnetisches Signals (68) durch die Ankervorrichtung (10), - Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle durch die Ankervorrichtung (10), - Senden eines elektrischen und/oder magnetischen Signals (70) durch die Ankervorrichtung (10).
Verfahren zum Auslesen einer Information einer Ankervorrichtung (10), umfassend folgende Schritte: - Empfang eines elektrischen und/oder magnetischen Signals (70) einer Oberflächenwelleneinheit (102) der Ankervorrichtung (10) durch eine externe Vorrichtung (60); - Ermittlung zumindest einer Information der Ankervorrichtung (10) basierend auf dem elektrischen und/oder magnetischen Signal (70) durch die externe Vorrichtung (60).
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Information basierend auf einer Frequenz, einer Geschwindigkeit, einer Phase und/oder einer Amplitude der akustischen Oberflächenwelle ermittelt wird.
Externe Vorrichtung die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 durchzuführen.