DE102020209443B3

DE102020209443B3 - Fastening device for sensor, fastening system, method and use

Info

Publication number: DE102020209443B3
Application number: DE102020209443.8A
Authority: DE
Inventors: Fabian Witt
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2021-12-30
Anticipated expiration: 2040-07-28

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Befestigungseinrichtung (1) zur Befestigung eines Sensors (13) an oder in einer Öffnung (17) eines Behälters (19), aufweisend: einen elastisch verformbaren rotationssymmetrischen Hohlkörper (2), mit einer Außenumfangsfläche (3) und einer Innenumfangsfläche (4), wobei der Hohlkörper (2) in einem ersten Zustand eine kegelstumpfartige Form aufweist und in einem zweiten Zustand eine hohlzylindrische Form aufweist, die Innenumfangsfläche (4) ein Gewinde (7) aufweist, das im zweiten Zustand lehrenhaltig ausgebildet ist, und zur Aufnahme eines Sensors (13) mit passendem Gegengewinde (15) dient, und der Hohlkörper (2) einen durchgängigen Schlitz (10) aufweist, der sich über die gesamte Längsrichtung des Hohlkörpers (2) erstreckt. Ferner betrifft die vorliegende Offenbarung auch ein Befestigungssystem (12) und ein Verfahren zur Befestigung eines Sensors (13) an oder in einer Öffnung (17) eines Behälters (19) sowie die Verwendung einer Befestigungseinrichtung (1).The present disclosure relates to a fastening device (1) for fastening a sensor (13) on or in an opening (17) of a container (19), comprising: an elastically deformable, rotationally symmetrical hollow body (2) with an outer peripheral surface (3) and an inner peripheral surface (4), wherein the hollow body (2) has a truncated cone-like shape in a first state and a hollow-cylindrical shape in a second state, the inner peripheral surface (4) has a thread (7) which is designed according to gauges in the second state, and for Accommodating a sensor (13) with a matching mating thread (15), and the hollow body (2) has a continuous slot (10) which extends over the entire longitudinal direction of the hollow body (2). Furthermore, the present disclosure also relates to a fastening system (12) and a method for fastening a sensor (13) on or in an opening (17) of a container (19) and the use of a fastening device (1).

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die Erfindung betrifft Befestigungseinrichtungen für Sensoren, insbesondere für Füllstandsensoren, im industriellen Umfeld. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Sensors an oder in einer Öffnung eines Behälters, ein Befestigungssystem zur Befestigung eines Sensors an oder in einer Öffnung eines Behälters, ein Verfahren zur Befestigung eines Sensors an oder in einer Öffnung eines Behälters sowie eine Verwendung einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen eines Sensors an oder in einer Öffnung eines Behälters.The invention relates to fastening devices for sensors, in particular for level sensors, in an industrial environment. In particular, the invention relates to a fastening device for fastening a sensor on or in an opening of a container, a fastening system for fastening a sensor on or in an opening of a container, a method for fastening a sensor on or in an opening of a container and the use of a fastening device for attaching a sensor to or in an opening of a container.

Hintergrundbackground

Sensoren im industriellen Umfeld können als Messgeräte zur Füllstandmessung, Grenzstanderfassung, Durchflussmessung, Druckmessung, Pegel- und Durchflussmessung oder Temperaturmessung vorgesehen sein. Solche Sensoren können zur Anbringung an oder in einer Öffnung eines Behälters ausgeführt sein. Diese Befestigung kann auf verschiedene Arten erfolgen, bspw. mittels einer Flanschbefestigung oder einer Einschraubbefestigung. Ein Beispiel eines Sensors ist u.a. aus der DE 20 2011 051 244 U1 bekannt.Sensors in the industrial environment can be provided as measuring devices for level measurement, point level detection, flow measurement, pressure measurement, level and flow measurement or temperature measurement. Such sensors can be designed to be attached to or in an opening of a container. This attachment can take place in various ways, for example by means of a flange attachment or a screw-in attachment. An example of a sensor is, inter alia, from DE 20 2011 051 244 U1 known.

Bei der Flanschbefestigung weist der Sensor einen tellerförmigen Flansch auf, welcher einen Bereich des Geräts flanschartig umgibt, um mit einem entsprechenden Gegenflansch im Bereich der Öffnung des Behälters verschraubt zu werden.In the case of flange mounting, the sensor has a plate-shaped flange which surrounds a region of the device in a flange-like manner in order to be screwed to a corresponding mating flange in the region of the opening of the container.

Bei der Einschraubbefestigung ist ein Gehäusebereich des Sensors mit einem Außengewinde ausgestattet, so dass der Sensor über das Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde in einer entsprechenden Öffnung in einem Behälter eingeschraubt werden kann.In the case of screw-in fastening, a housing area of the sensor is equipped with an external thread so that the sensor can be screwed into a corresponding internal thread in a corresponding opening in a container via the external thread.

Außerdem besteht die Möglichkeit, Sensoren mittels Montageklammern oder Klammerbügeln zu befestigen.There is also the option of attaching sensors using mounting brackets or clamp brackets.

Zusammenfassungsummary

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Befestigung von Sensoren an oder in einer Öffnung eines Behälters oder einer Wand bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Einschraubbefestigung bereitzustellen.It is an object of the invention to provide an alternative fastening of sensors on or in an opening of a container or a wall. In particular, it is an object of the invention to provide an improved screw-in fastening.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen.This object is achieved by the subject matter of the independent claims. Further developments result from the subclaims and the following description of embodiments.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Sensors an oder in einer Öffnung eines Behälters. Die Befestigungseinrichtung besitzt einen elastisch bzw. reversibel verformbaren, im Wesentlichen rotationssymmetrischen Hohlkörper, mit einer Außenumfangsfläche und einer Innenumfangsfläche. Der Hohlkörper weist in einem ersten Zustand eine im Wesentlichen hohlkegelstumpfartige Form auf und weist in einem zweiten Zustand eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form auf. Die Innenumfangsfläche des Hohlkörpers weist ein Gewinde auf, das im zweiten Zustand lehrenhaltig ausgebildet ist, und zur Aufnahme eines Sensors mit passendem Gegengewinde dient.A first aspect of the present disclosure relates to a fastening device for fastening a sensor on or in an opening of a container. The fastening device has an elastically or reversibly deformable, essentially rotationally symmetrical hollow body, with an outer circumferential surface and an inner circumferential surface. In a first state, the hollow body has an essentially hollow truncated cone-like shape and, in a second state, has an essentially hollow-cylindrical shape. The inner circumferential surface of the hollow body has a thread which, in the second state, is designed true to gauge and serves to accommodate a sensor with a matching mating thread.

Dadurch wird eine universale Sensorbefestigung für eine große Anzahl verschiedener Öffnungen von Behältern ermöglicht. Der Sensor muss nicht mit einer Gegenstelle, bspw. eine Mutter, befestigt werden. Somit muss die Tiefe der Öffnung nicht auf die Länge des Außengewindes des Sensors abgestimmt sein. Die Sensoren können so in Öffnungen unterschiedlicher Tiefe befestigt werden. Dadurch ist die Dicke der Begrenzungswände von Behältern bzw. der Montagestelle nicht mehr durch die Länge des Außengewindes des Sensors beschränkt. Das Gewinde muss nicht in der Öffnung des Behälters vorgesehen sein, wodurch eine Befestigung des Sensors auch in fertigungstechnisch schwerer zugänglichen Bereichen des Behälters möglich ist. Darüber hinaus wird so ein einfacher Austausch des Sensors durch einen anderen Sensor mit einem anderen Gewinde ermöglicht. Zusätzlich wird der Einsatz bei Behältern ermöglicht, die aus einem Material hergestellt sind, welches die direkte Einbringung eines Gewindes in die Öffnung technisch nicht ermöglichen, weil das Material keine ausreichende Festigkeit aufweist, um das Gewinde zu halten und/oder keine Gewindeerzeugung, bspw. aufgrund von Unzugänglichkeit des Bereichs, möglich ist.This enables universal sensor mounting for a large number of different container openings. The sensor does not have to be attached to a counterpart, e.g. a nut. This means that the depth of the opening does not have to be matched to the length of the external thread of the sensor. The sensors can be attached in openings of different depths. As a result, the thickness of the boundary walls of containers or the assembly point is no longer restricted by the length of the external thread of the sensor. The thread does not have to be provided in the opening of the container, which means that the sensor can also be attached in areas of the container that are difficult to access from a manufacturing point of view. In addition, this enables the sensor to be easily exchanged for another sensor with a different thread. In addition, it can be used in containers made of a material which technically does not allow the direct introduction of a thread into the opening because the material does not have sufficient strength to hold the thread and / or no thread generation, for example due to of inaccessibility of the area, is possible.

Die Öffnung des Behälters muss nicht als Durchgangsöffnung ausgeführt sein. Es ist auch die Befestigung in sacklochartigen Öffnungen möglich.The opening of the container does not have to be designed as a through opening. It is also possible to fix it in blind hole-like openings.

Der Begriff „lehrenhaltig“ beschreibt die Maßhaltigkeit des Gewindes, die notwendig ist, damit sich ein Außengewinde, bspw. eine Schraube, präzise in ein Innengewinde, bspw. eine Mutter, drehen lässt. Dafür müssen sowohl die Gewindemaße des Außengewindes als auch die des Innengewindes genügend „Spiel“ für den Verschraubungsprozess bieten. Dieses „Spiel“ äußert sich in der Lehrenhaltigkeit, die mittels genau aufeinander abgestimmten Toleranzsystemen in der Praxis gewährleistet wird.The term “true to gauge” describes the dimensional accuracy of the thread, which is necessary so that an external thread, for example a screw, can be turned precisely into an internal thread, for example a nut. For this, both the thread dimensions of the external thread and those of the internal thread must offer enough "play" for the screwing process. This "game" manifests itself in the accuracy of the teaching, which is guaranteed in practice by means of precisely coordinated tolerance systems.

Der Sensor kann insbesondere ein Füllstandsensor, ein Grenzstandsensor, ein Durchflusssensor, eine Mikrowellenschranke, ein Drucksensor oder ein anderweitiger Sensor sein. Insbesondere kann er ein Radar-Füllstandsensor sein, der im Bereich der Prozessautomatisierung verwendet wird.The sensor can in particular be a fill level sensor, a limit level sensor, a flow sensor, a microwave barrier, a pressure sensor or some other sensor. In particular, it can be a radar level sensor that is used in the field of process automation.

Mit anderen Worten kann man sagen, dass die Befestigungseinrichtung wie ein Dübel ausgeführt und verwendet und wie ein Pfropfen in die vorhandene Bohrung einer beliebig dicken Platte eigesetzt werden kann.In other words, it can be said that the fastening device is designed and used like a dowel and can be inserted like a plug into the existing hole in a plate of any thickness.

Der Durchmesser der größeren Öffnung der hohlkegelstumpfartigen Befestigungseinrichtung, in die der Sensor eingeschraubt wird, kann dabei insbesondere näherungsweise der axialen Länge der Befestigungseinrichtung entsprechen. Die axiale Länge des Dübels kann insbesondere zwischen 0,5 cm und 5 cm betragen. Der Durchmesser der kleineren Öffnung des hohlkegelstumpfartigen Hohlkörpers kann insbesondere etwa 1/3 bis 2/3 des größeren Öffnungsdurchmessers betragen.The diameter of the larger opening of the fastening device in the form of a hollow truncated cone, into which the sensor is screwed, can in particular correspond approximately to the axial length of the fastening device. The axial length of the dowel can in particular be between 0.5 cm and 5 cm. The diameter of the smaller opening of the hollow body in the form of a hollow truncated cone can in particular be approximately 1/3 to 2/3 of the larger opening diameter.

Der Sensor kann zur Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld ausgeführt sein. Unter dem Begriff „Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld“ kann ein Teilgebiet der Technik verstanden werden, welches alle Maßnahmen zum Betrieb von Maschinen und Anlagen ohne Mitwirkung des Menschen beinhaltet. Ein Ziel der Prozessautomatisierung ist es, das Zusammenspiel einzelner Komponenten einer Werksanlage in den Bereichen Chemie, Lebensmittel, Pharma, Erdöl, Papier, Zement, Schifffahrt oder Bergbau zu automatisieren. Hierzu können eine Vielzahl an Sensoren eingesetzt werden, welche insbesondere an die spezifischen Anforderungen der Prozessindustrie, wie bspw. mechanische Stabilität, Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzung, extremen Temperaturen und extremen Drücken, angepasst sind. Messwerte dieser Sensoren werden üblicherweise an eine Leitwarte übermittelt, in welcher Prozessparameter wie Füllstand, Grenzstand, Durchfluss, Druck oder Dichte überwacht und Einstellungen für die gesamte Werksanlage manuell oder automatisiert verändert werden können.The sensor can be designed for process automation in an industrial environment. The term “process automation in an industrial environment” can be understood as a sub-area of technology that includes all measures for operating machines and systems without human involvement. One goal of process automation is to automate the interaction of individual components in a plant in the chemical, food, pharmaceutical, oil, paper, cement, shipping or mining sectors. A large number of sensors can be used for this, which are particularly adapted to the specific requirements of the process industry, such as mechanical stability, insensitivity to contamination, extreme temperatures and extreme pressures. Measured values from these sensors are usually transmitted to a control room, in which process parameters such as level, limit level, flow, pressure or density can be monitored and settings for the entire plant can be changed manually or automatically.

Ein Teilgebiet der Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld betrifft die Logistikautomation. Mit Hilfe von Distanz- und Winkelsensoren werden im Bereich der Logistikautomation Abläufe innerhalb eines Gebäudes oder innerhalb einer einzelnen Logistikanlage automatisiert. Typische Anwendungen finden z.B. Systeme zur Logistikautomation im Bereich der Gepäck- und Frachtabfertigung an Flughäfen, im Bereich der Verkehrsüberwachung (Mautsysteme), im Handel, der Paketdistribution oder aber auch im Bereich der Gebäudesicherung (Zutrittskontrolle). Gemein ist den zuvor aufgezählten Beispielen, dass eine Präsenzerkennung in Kombination mit einer genauen Vermessung der Größe und der Lage eines Objektes von der jeweiligen Anwendungsseite gefordert wird. A sub-area of process automation in the industrial environment relates to logistics automation. With the help of distance and angle sensors, processes within a building or within a single logistics system are automated in the field of logistics automation. Typical applications are e.g. systems for logistics automation in the area of baggage and freight handling at airports, in the area of traffic monitoring (toll systems), in trade, parcel distribution or in the area of building security (access control). What the examples listed above have in common is that presence detection in combination with precise measurement of the size and position of an object is required by the respective application side.

Hierfür können Sensoren auf Basis optischer Messverfahren mittels Laser, LED, 2D-Kameras oder 3D-Kameras, die nach dem Laufzeitprinzip (time of flight, ToF) Abstände erfassen, verwendet werden.For this purpose, sensors based on optical measurement methods using lasers, LEDs, 2D cameras or 3D cameras that record distances according to the time of flight principle (ToF) can be used.

Ein weiteres Teilgebiet der Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld betrifft die Fabrik-/Fertigungsautomation. Anwendungsfälle hierzu finden sich in den unterschiedlichsten Branchen wie Automobilherstellung, Nahrungsmittelherstellung, Pharmaindustrie oder allgemein im Bereich der Verpackung. Ziel der Fabrikautomation ist, die Herstellung von Gütern durch Maschinen, Fertigungslinien und/oder Roboter zu automatisieren, d. h. ohne Mitwirkung des Menschen ablaufen zu lassen. Die hierbei verwendeten Sensoren und spezifischen Anforderungen im Hinblick auf die Messgenauigkeit bei der Erfassung der Lage und Größe eines Objektes sind mit denen der im vorigen Beispiel der Logistikautomation vergleichbar.Another sub-area of process automation in the industrial environment concerns factory / production automation. Applications for this can be found in a wide variety of industries such as automobile production, food production, pharmaceutical industry or in general in the field of packaging. The aim of factory automation is to automate the production of goods by machines, production lines and / or robots, i. H. to run without human involvement. The sensors used here and specific requirements with regard to the measurement accuracy when recording the position and size of an object are comparable to those in the previous example of logistics automation.

Gemäß einer Ausführung weist der Hohlkörper ferner einen Schlitz auf, der sich entlang der Längsrichtung des Hohlkörpers erstreckt. Dabei kann der Schlitz durchgängig sein und sich über die gesamte Längsrichtung des Hohlkörpers erstrecken. Der Schlitz ist als eine Längsöffnung zu verstehen, die sich in radialer Richtung gesehen von der Außenumfangsfläche bis zur Innenumfangsfläche erstreckt. Entlang der Längsrichtung kann der Schlitz sich nur über eine Teilstrecke oder über die gesamte Längsrichtung des Hohlkörpers erstrecken.According to one embodiment, the hollow body also has a slot which extends along the longitudinal direction of the hollow body. The slot can be continuous and extend over the entire longitudinal direction of the hollow body. The slot is to be understood as a longitudinal opening which, viewed in the radial direction, extends from the outer circumferential surface to the inner circumferential surface. Along the longitudinal direction, the slot can extend only over a section or over the entire longitudinal direction of the hollow body.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Außenumfangsfläche Vorsprünge auf, die dazu eingerichtet sind, mit der Öffnung eine kraftschlüssige Verbindung auszubilden. Ist die Befestigungseinrichtung an oder in einer Öffnung angeordnet, werden die Vorsprünge durch das Einschrauben des Sensors in die Befestigungseinrichtung gegen die Innenwände der Öffnung gedrückt oder gepresst, und so durch eine kraftschlüssige Verbindung, wie bspw. Verkeilen, Verklemmen oder Verzahnen, zwischen den Vorsprüngen und den Innenwänden der Öffnung am Herausfallen oder Herausrutschen gehindert.According to one embodiment, the outer circumferential surface has projections which are designed to form a non-positive connection with the opening. If the fastening device is arranged on or in an opening, the projections are pressed or pressed against the inner walls of the opening by screwing the sensor into the fastening device, and so by a force-fit connection, such as wedging, clamping or interlocking, between the projections and the inner walls of the opening prevented from falling out or slipping out.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform entspricht der erste Zustand einem lastfreien Zustand und der zweite Zustand entspricht einem Montagezustand, also einem Zustand, in dem der Sensor in der Befestigungseinrichtung eingesetzt, montiert oder eingedreht ist. Der erste Zustand ermöglicht ein einfaches und werkzeugloses Einsetzen bzw. Herausnehmen der Befestigungseinrichtung in die bzw. aus der Öffnung des Behälters. Im zweiten Zustand wird die Befestigungseinrichtung durch den eingeschraubten Sensor „aufgedehnt“ bzw. „aufgeweitet“ und so ein Herausfallen der Befestigungseinrichtung aus der Öffnung des Behälters aufgrund der kraftschlüssigen Verbindung verhindert.According to a further embodiment, the first state corresponds to a no-load state and the second state corresponds to a mounting state, that is to say a state in which the sensor is inserted, mounted or screwed into the fastening device. The first state enables simple and tool-free insertion or removal of the fastening device into or from the opening of the container. In the second state, the fastening device is through the The screwed-in sensor is "expanded" or "expanded", thus preventing the fastening device from falling out of the opening of the container due to the force-fit connection.

Darüber hinaus können die Vorsprünge an der Außenumfangsfläche im zweiten Zustand kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Behälter in Eingriff sein. Hierbei werden die Vorsprünge durch den eingeschraubten Sensor gegen die Innenfläche der Öffnung gedrückt bzw. gepresst und so ein Kraftschluss ausgebildet, der ein Herausfallen der Befestigungseinrichtung verhindert. Zusätzlich oder alternativ kann in der Öffnung bspw. auch ein Absatz vorgesehen sein, der zumindest von einem Teil der Vorsprünge hintergriffen werden kann und so eine formschlüssige Verbindung ausbildet, die ein Herausfallen der Befestigungseinrichtung verhindert. Hierbei ist darauf zu achten, dass der Formschluss derart ausgebildet ist, dass die Befestigungseinrichtung einfach und werkzeuglos wieder entfernt werden kann.In addition, in the second state, the projections on the outer circumferential surface can be in engagement with the container in a force-locking and / or form-locking manner. In this case, the projections are pressed or pressed against the inner surface of the opening by the screwed-in sensor and thus a force fit is formed which prevents the fastening device from falling out. Additionally or alternatively, a shoulder can also be provided in the opening, for example, which can be reached from behind by at least a part of the projections and thus forms a form-fitting connection that prevents the fastening device from falling out. It is important to ensure that the form fit is designed in such a way that the fastening device can be removed again easily and without tools.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Befestigungseinrichtung aus einem Kunststoff, vorzugsweise als ein Spritzgussteil, hergestellt. Unter dem Begriff „Kunststoff“ sind reine Kunststoffe, Kunststoffgemische sowie gefüllte Kunststoffe, wie bspw. (glas-)perlen- oder faserverstärkte Kunststoffe zu verstehen. Kunststoffe eignen sich insbesondere aufgrund ihrer elastischen Verformbarkeit, welche auch eine wiederholte reversible Formänderung zulässt. Darüber hinaus sind die Fertigungskosten, insbesondere bei der Massenfertigung mittels Spritzguss, hierfür gering.According to a further embodiment, the fastening device is made from a plastic, preferably as an injection molded part. The term “plastic” means pure plastics, plastic mixtures and filled plastics, such as (glass) bead or fiber-reinforced plastics. Plastics are particularly suitable because of their elastic deformability, which also allows repeated reversible changes in shape. In addition, the manufacturing costs for this are low, especially in the case of mass production by means of injection molding.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Gewinde ein Rohrgewinde, ein metrisches Gewinde, ein Trapezgewinde oder ein NPT-Gewinde. Die Gewindeart ist in Abhängigkeit des Außengewindetyps des Sensors zu wählen. Aufgrund einer einfachen und kostengünstigen Herstellung der Befestigungseinrichtung kann diese in verschiedenen Größen und/oder mit verschiedenen Gewindearten vorgehalten werden und dann entsprechend dem Außengewinde des Sensors ausgewählt werden.According to one embodiment, the thread is a pipe thread, a metric thread, a trapezoidal thread or an NPT thread. The type of thread is to be selected depending on the type of external thread of the sensor. Because the fastening device is simple and inexpensive to manufacture, it can be kept available in different sizes and / or with different thread types and then selected according to the external thread of the sensor.

Die Vorsprünge können als Noppen, als Keilgeometrie, als Lamellen oder als Verzahnungsgeometrie ausgebildet sein.The projections can be designed as knobs, as a wedge geometry, as lamellae or as a toothed geometry.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Befestigungssystem zur Befestigung eines Sensors an oder in einer Öffnung eines Behälters. Das Befestigungssystem weist eine oben und im Folgenden beschriebene Befestigungseinrichtung und einen Sensor mit einem Außengewinde auf. Das Außengewinde ist dazu eingerichtet, in das Gewinde an der Innenumfangsfläche eingesetzt zu sein.Another aspect of the present disclosure relates to a fastening system for fastening a sensor on or in an opening of a container. The fastening system has a fastening device described above and below and a sensor with an external thread. The external thread is designed to be inserted into the thread on the inner circumferential surface.

Dabei kann der Sensor kabellos oder kabelführend ausgebildet sein. Der Schlitz in der Befestigungseinrichtung ermöglicht hierbei auch eine Montage an einem bereits eingebauten, insbesondere kabelführenden, Sensor.The sensor can be wireless or cable-guiding. The slot in the fastening device also enables mounting on an already installed, in particular cable-guiding, sensor.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines Sensors an oder in einer Öffnung eines Behälters mit einer oben und im Folgenden beschriebenen Befestigungseinrichtung, welches die folgenden Schritte aufweist: Einsetzen der Befestigungseinrichtung in eine Öffnung des Behälters, Eindrehen des Sensors in die Befestigungseinrichtung, und Bewirken eines Übergangs von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand der Befestigungseinrichtung; und Ausbilden einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen den Vorsprüngen an der Außenseite des Hohlkörpers und der Öffnung des Behälters.Another aspect of the present disclosure relates to a method for fastening a sensor on or in an opening of a container with a fastening device described above and below, which method has the following steps: inserting the fastening device into an opening of the container, screwing the sensor into the fastening device , and effecting a transition from the first state to the second state of the fastening device; and forming a force-fit connection between the projections on the outside of the hollow body and the opening of the container.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner die folgenden Schritte: Lösen der Verbindung zwischen dem Sensor und der Befestigungseinrichtung; Zurückkehren in die Ausgangsform der Befestigungseinrichtung; und Entfernen der Befestigungseinrichtung aus der Öffnung des Behälters.According to one embodiment, the method further comprises the following steps: releasing the connection between the sensor and the fastening device; Returning to the original shape of the fastening device; and removing the fastener from the opening of the container.

Mit anderen Worten kann man sagen, dass sich die Vorsprünge der Befestigungseinrichtung in einem nicht-montierten Zustand nicht in Eingriff mit der Öffnung des Behälters befinden, wodurch die Befestigungseinrichtung werkzeuglos und einfach, wie ein Pfropfen, in die Öffnung eingesetzt werden kann. Das Gewinde auf der Innenumfangsfläche der Befestigungseinrichtung ist in diesem Zustand noch nicht richtig ausgebildet, also noch nicht lehrenhaltig, sondern folgt der Form der Befestigungseinrichtung, und ist somit auch konisch. Beim Einschrauben des Sensors weitet sich das Gewinde (und der Hohlkörper) mit jedem Gewindegang weiter auf und ist erst im vollständig montierten Zustand lehrenhaltig. In diesem zweiten Zustand hat sich der Hohlkörper der Befestigungseinrichtung so weit aufgeweitet, dass er nahezu oder komplett einem Hohlzylinder entspricht. Dabei wird die Klemmwirkung in der Öffnung des Behälters mittels der Vorsprünge realisiert. Der Schlitz in der Befestigungseinrichtung ermöglicht das Aufweiten der Befestigungseinrichtung mittels elastischer Verformung. Somit wird das Aufweiten des Hohlkörpers und damit verbunden die Realisierung der Klemmwirkung direkt mit dem Einschraubvorgang des Sensors bewirkt. Ohne einen eingeschraubten Sensor wird keine Klemmwirkung aufgebaut und der kegelstumpfförmige Hohlkörper der Befestigungseinrichtung verformt sich nicht.In other words, it can be said that the projections of the fastening device are not in engagement with the opening of the container in a non-assembled state, as a result of which the fastening device can be inserted into the opening in a simple and tool-free manner, like a plug. The thread on the inner circumferential surface of the fastening device is not yet correctly formed in this state, that is, it is not yet true to the gauge, but follows the shape of the fastening device and is therefore also conical. When the sensor is screwed in, the thread (and the hollow body) expands further with each thread turn and is only true to gauge when it is fully assembled. In this second state, the hollow body of the fastening device has widened so far that it corresponds almost or completely to a hollow cylinder. The clamping effect in the opening of the container is implemented by means of the projections. The slot in the fastening device enables the fastening device to be expanded by means of elastic deformation. Thus, the expansion of the hollow body and, associated with it, the implementation of the clamping effect is brought about directly with the screwing-in process of the sensor. Without a screwed-in sensor, no clamping effect is built up and the frustoconical hollow body of the fastening device does not deform.

Somit können die gesamte Montage sowie die Demontage der Befestigungseinrichtung und des Sensors werkzeuglos umgesetzt werden. Dadurch können alle Bauteile wiederverwendet werden.Thus, the entire assembly and disassembly of the fastening device and the Sensors can be implemented without tools. This means that all components can be reused.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft die Verwendung einer oben und im Folgenden beschriebenen Befestigungseinrichtung zum Befestigen eines Sensors an oder in einer Öffnung eines Behälters.Another aspect of the present disclosure relates to the use of a fastening device described above and below for fastening a sensor on or in an opening of a container.

Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren weitere Ausführungsform beschrieben, Die Darstellung in den Figuren ist schematisch und nicht maßstabsgetreu. Die gleichen oder ähnlichen Elemente werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Further embodiments are described below with reference to the figures. The representation in the figures is schematic and not true to scale. The same or similar elements are provided with the same reference symbols.

FigurenlisteFigure list

1 shows a longitudinal sectional view of a fastening device according to an embodiment;
2 FIG. 13 shows a top view of the fastening device according to the embodiment of FIG 1 .
3 shows a fastening system according to an embodiment in a partially assembled state.
4th FIG. 13 shows the fastening system according to the embodiment of FIG 3 in an assembled state.
5 FIG. 11 shows a flow diagram for a method for mounting the fastening system on or in the opening.
6th FIG. 11 shows a flowchart for expanding the method from FIG 5 according to one embodiment.
7th until 9 each show the fastening device with projections in different embodiments.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments

1 zeigt eine Befestigungseinrichtung 1 in einem Längsschnitt. Die Befestigungseinrichtung 1 besitzt einen Hohlkörper 2, der im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Achse R ausgebildet ist. 1 zeigt den Hohlkörper 2 in einem ersten Zustand, in dem der Hohlkörper 2 eine im Wesentlichen hohlkegelstumpfartige Form mit einer Außenumfangsfläche 3 und einer Innenumfangsfläche 4 besitzt. An der Außenumfangsfläche 3 sind Vorsprünge 5, hier beispielhaft in Form von Zähnen 6, ausgebildet. Die Vorsprünge 5 können in einem regelmäßigen Muster oder beliebig angeordnet sein. Statt der dargestellten Zähne 6 können die Vorsprünge 5 auch als Noppen 20, als Lamellen 21 oder als Keile 22 (siehe 7 bis 9) ausgebildet sein. 1 shows a fastening device 1 in a longitudinal section. The fastening device 1 has a hollow body 2 , which is essentially rotationally symmetrical to the axis R. is trained. 1 shows the hollow body 2 in a first state in which the hollow body 2 a substantially hollow truncated cone-like shape with an outer peripheral surface 3 and an inner peripheral surface 4th owns. On the outer peripheral surface 3 are protrusions 5 , here as an example in the form of teeth 6th , educated. The protrusions 5 can be arranged in a regular pattern or arbitrarily. Instead of the teeth shown 6th can the protrusions 5 also as knobs 20th , as slats 21 or as wedges 22nd (please refer 7th until 9 ) be trained.

An der Innenumfangsfläche 4 ist ein Gewinde 7 ausgebildet, das in dem ersten Zustand jedoch nicht lehrenhaltig ist. Das Gewinde 7 erstreckt sich bevorzugt entlang der gesamten Innenumfangsfläche 4. Alternativ, wie in 1 dargestellt, kann auch ein Bereich 8 der Innenumfangsfläche 4 gewindefrei sein. Der Bereich 8 ist angrenzend an die im ersten Zustand kleinere Stirnseite 9 ausgebildet, also die Stirnseite, die im ersten Zustand den kleineren Durchmesser aufweist.On the inner peripheral surface 4th is a thread 7th formed, which, however, is not teachable in the first state. The thread 7th preferably extends along the entire inner circumferential surface 4th . Alternatively, as in 1 can also be an area 8th the inner peripheral surface 4th be threadless. The area 8th is adjacent to the face, which is smaller in the first state 9 formed, so the end face, which has the smaller diameter in the first state.

Ferner weist der Hohlkörper 2 einen Schlitz 10 auf, der sich in Längsrichtung, also in Erstreckungsrichtung der Achse R, entlang des gesamten Hohlkörpers 2 erstreckt und den Hohlkörper 2 von der Außenumfangsfläche 3 bis zur Innenumfangsfläche 4, also die gesamte Dicke t durchdringt. Daher wird der Schlitz 10 auch als durchgängiger Schlitz 10 bezeichnet.Furthermore, the hollow body 2 a slot 10 on, which extends in the longitudinal direction, that is, in the direction of extent of the axis R. , along the entire hollow body 2 extends and the hollow body 2 from the outer peripheral surface 3 up to the inner peripheral surface 4th , so the entire thickness t penetrates. Hence the slot 10 also as a continuous slot 10 designated.

2 zeigt die Befestigungseinrichtung 1 aus 1 in einer Draufsicht auf die Stirnseite 9, wobei zur vereinfachten Darstellung die Vorsprünge 5 und das Gewinde 7 weggelassen wurden. 2 zeigt, dass die Befestigungseinrichtung einen sprengringartigen Querschnitt aufweist, wobei sich der Hohlkörper 2 in dem ersten Zustand von der Stirnseite 9 ausgehend bis zu einer gegenüberliegenden Stirnseite 11 in Radialrichtung vergrößert. 2 shows the fastening device 1 out 1 in a plan view of the end face 9 , with the projections for the sake of simplicity 5 and the thread 7th have been omitted. 2 shows that the fastening device has a snap ring-like cross section, the hollow body 2 in the first state from the front 9 starting to an opposite end face 11th enlarged in the radial direction.

3 zeigt ein Befestigungssystem 12 in einem teilmontierten Zustand. Das Befestigungssystem 12 umfasst die Befestigungseinrichtung 1 und einen Sensor 13. Der Sensor 13 besitzt einen Gehäuseabschnitt 14, der in einem oberen Endbereich ein Gewinde 15 aufweist. Der obere Endbereich beschreibt hier den Bereich des Sensors 13, der einem Endbereich 16, an dem sich die Antenne befindet, gegenüberliegt. Der Sensor 13 ist in 3 als ein kabelführender Sensor ausgebildet. Der Sensor 13 kann alternativ auch kabellos ausgeführt sein. Die Geometrie des dargestellten Sensors 13 ist als beispielhaft zu betrachten. Es sind auch andere Ausführungsformen und Geometrien für den Sensor denkbar, sofern er in einem Endbereich ein Gewinde, bevorzugt ein Außengewinde, aufweist. 3 shows a fastening system 12th in a partially assembled state. The fastening system 12th comprises the fastening device 1 and a sensor 13th . The sensor 13th has a housing section 14th , which has a thread in an upper end area 15th having. The upper end area describes the area of the sensor 13th , the one end area 16 where the antenna is located is opposite. The sensor 13th is in 3 designed as a cable-guiding sensor. The sensor 13th can alternatively also be wireless. The geometry of the sensor shown 13th is to be regarded as exemplary. Other embodiments and geometries for the sensor are also conceivable, provided that it has a thread, preferably an external thread, in an end region.

Die Befestigungseinrichtung 1 ist in eine Öffnung 17 einer Begrenzungswand, hier ein Deckel, 18 eines Behälters 19 (siehe 4) eingesetzt. Die Befestigungseinrichtung 1 ist weiter hohlkegelstumpfförmig ausgebildet und befindet sich somit noch im ersten Zustand. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Vorsprünge 5 nahe der Stirnseite 10 des Hohlkörpers 2 mit den Innenwänden der Öffnung 17 kraftschlüssig in Eingriff sind, wenn die Befestigungseinrichtung 1 in die Öffnung 17 eingesetzt ist. Dadurch wird ein Herausfallen der Befestigungseinrichtung 1 aus der Öffnung 17 verhindert.The fastening device 1 is in an opening 17th a boundary wall, here a lid, 18 of a container 19th (please refer 4th ) used. The fastening device 1 is also designed in the shape of a hollow truncated cone and is therefore still in the first state. It is advantageous if the projections 5 near the front 10 of the hollow body 2 with the inner walls of the opening 17th are positively engaged when the fastening device 1 into the opening 17th is used. This prevents the fastening device from falling out 1 from the opening 17th prevented.

4 zeigt das Befestigungssystem 12 in einem vollständig montierten Zustand. Der Sensor 13 ist mit seinem Gewinde 15 in das Gewinde 7 der Befestigungseinrichtung 1 eingeschraubt. Durch das Einschrauben des Sensors 13 in die Befestigungseinrichtung 1 wird diese derart aufgeweitet, dass sie nicht mehr hohlkegelstumpfförmig, sondern im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist. In diesem zweiten Zustand der Befestigungseinrichtung 1 sind im Wesentlichen alle Vorsprünge 5, hier Zähne 6, kraftschlüssig mit den Innenwänden der Öffnung 17 in Eingriff. Der Kraftschluss verhindert, dass die Befestigungseinrichtung 1 mit dem eingeschraubten Sensor 13, also das Befestigungssystem 12, aus der Öffnung 17 herausrutscht bzw. herausfällt. 4th shows the fastening system 12th in a fully assembled state. The sensor 13th is with its thread 15th into the thread 7th the fastening device 1 screwed in. By screwing in the sensor 13th into the fastening device 1 this is widened in such a way that it is no longer configured in the shape of a hollow truncated cone, but essentially as a hollow cylinder. In this second state of the fastening device 1 are essentially all protrusions 5 , teeth here 6th , force-fit with the inner walls of the opening 17th engaged. The frictional connection prevents the fastening device 1 with the screwed-in sensor 13th , so the fastening system 12th , from the opening 17th slips out or falls out.

Der Schlitz 10 ermöglicht es, dass sich der Hohlkörper 2 der Befestigungseinrichtung 1 durch das Einschrauben des Sensors 13 in das Gewinde 7 der Befestigungseinrichtung 1 reversibel, also elastisch verformt, sodass die Befestigungseinrichtung 1 nach dem Herausdrehen des Sensors 1 wieder zur hohlkegelstumpfartigen Form zurückkehrt. Dadurch ist es möglich, die Befestigungseinrichtung 1 werkzeuglos aus der Öffnung 17 zu entfernen.The slot 10 allows the hollow body 2 the fastening device 1 by screwing in the sensor 13th into the thread 7th the fastening device 1 reversible, ie elastically deformed, so that the fastening device 1 after unscrewing the sensor 1 returns to the truncated hollow cone shape. This makes it possible to use the fastening device 1 tool-free out of the opening 17th to remove.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Befestigung eines Befestigungssystems an oder in der Öffnung 17 des Behälters 19, gemäß einer Ausführungsform. 6 zeigt einen Verfahrensablauf gemäß einer weiteren Ausführungsform, der zusätzlich oder alternativ zu dem Verfahren in 5 durchgeführt werden kann. 5 FIG. 11 shows a flow diagram for a method for fastening a fastening system on or in the opening 17th of the container 19th , according to one embodiment. 6th FIG. 11 shows a method sequence according to a further embodiment, which is additionally or alternatively to the method in FIG 5 can be carried out.

In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens, wie in 5 dargestellt, wird die Befestigungseinrichtung 1 in die Öffnung 17 des Behälters 19 eingesetzt. Aufgrund der hohlkegelstumpfartigen Form der Befestigungseinrichtung 1 kann das Einsetzen einfach und werkzeuglos erfolgen. Vorzugsweise bilden die Vorsprünge im Bereich der Stirnseite 10, also an der Seite mit dem größeren Durchmesser der kegelstumpfförmigen Befestigungseinrichtung 1 mit den Innenwänden der Öffnung 17 einen Kraftschluss aus, wodurch ein Herausfallen der Befestigungseinrichtung 1 verhindert wird.In a first step S1 of the procedure, as in 5 shown is the fastening device 1 into the opening 17th of the container 19th used. Due to the truncated hollow shape of the fastening device 1 the insertion can be done easily and without tools. The projections preferably form in the area of the end face 10 , so on the side with the larger diameter of the frustoconical fastening device 1 with the inner walls of the opening 17th a frictional connection, causing the fastening device to fall out 1 is prevented.

In einem nachfolgenden Schritt S2 wird der Sensor 13 mit seinem Gewinde15 in das Gewinde 7 der Befestigungseinrichtung 1 eingedreht und dadurch ein Aufweiten des Hohlkörpers 2 erzielt, was einen Übergang von dem ersten Zustand, also dem kegelstumpfförmigen Hohlkörper 2, in den zweiten Zustand, also dem zylindrisch geformten Hohlkörper 2, bewirkt.In a subsequent step S2 becomes the sensor 13th with its thread15 into the thread 7th the fastening device 1 screwed in and thereby an expansion of the hollow body 2 achieved what a transition from the first state, so the frustoconical hollow body 2 , in the second state, ie the cylindrically shaped hollow body 2 , causes.

Das Eindrehen des Sensors 13 und das erzielte Aufweiten des Hohlkörpers bewirken auch die Ausbildung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen den Vorsprüngen 5 an der Außenumfangsfläche 3 des Hohlkörpers 2 und den Innenwänden der Öffnung 7. Dadurch wird eine zuverlässige Befestigung des Befestigungssystems 12 an oder in der Öffnung 17 des Behälters 19 gewährleistet.Screwing in the sensor 13th and the achieved expansion of the hollow body also cause the formation of a non-positive connection between the projections 5 on the outer peripheral surface 3 of the hollow body 2 and the inner walls of the opening 7th . This ensures a reliable fastening of the fastening system 12th on or in the opening 17th of the container 19th guaranteed.

6 zeigt weitere Verfahrensschritte, die gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung Teil des in 5 beschriebenen Verfahrensablaufs sein können. Zur Demontage des Befestigungssystems wird in einem Schritt S5 die Verbindung zwischen dem Sensor 13 und der Befestigungseinrichtung 1 gelöst, indem die Schraubverbindung zwischen den beiden Gewinden 7, 15 gelöst wird. Das Lösen der Schraubverbindung bewirkt, dass die Befestigungseinrichtung 1 wieder in den ersten Zustand, also zur hohlkegelstumpfartigen Form, zurückkehrt (Schritt S6). In diesem ersten Zustand lässt sich die Befestigungseinrichtung 1 einfach und werkzeuglos aus der Öffnung 17 des Behälters 19 entnehmen (Schritt S7). 6th FIG. 10 shows further method steps which, according to a further embodiment of the present disclosure, are part of the FIG 5 described process sequence can be. To dismantle the fastening system is done in one step S5 the connection between the sensor 13th and the fastening device 1 loosened by the screw connection between the two threads 7th , 15th is resolved. Loosening the screw connection causes the fastening device 1 returns to the first state, i.e. to the shape of a hollow truncated cone (step S6 ). In this first state, the fastening device 1 easily and without tools from the opening 17th of the container 19th remove (step S7 ).

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.In addition, it should be pointed out that “comprising” and “having” do not exclude any other elements or steps and the indefinite articles “a” or “a” do not exclude a multiplicity. It should also be pointed out that features or steps that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features or steps of other exemplary embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be regarded as restrictions.

Claims

Fastening device (1) for fastening a sensor (13) comprising: an elastically deformable, rotationally symmetrical hollow body (2), with an outer peripheral surface (3) and an inner peripheral surface (4), wherein the hollow body (2) has a frustoconical shape in a first state and a hollow cylindrical shape in a second state, and the inner circumferential surface (4) has a thread (7) which, in the second state, is true to gauge and serves to accommodate a sensor (13) with a matching mating thread (15).

Fastening device (1) according to Claim 1 , wherein the hollow body (2) has a slot which extends along the longitudinal direction of the hollow body (2).

Fastening device (1) according to Claim 2 , wherein the slot (10) is continuous and extends over the entire longitudinal direction of the hollow body (2).

Fastening device (1) according to one of the Claims 1 until 3 wherein the outer circumferential surface (3) has projections (5) which are designed to form a non-positive connection with an opening (17) of a container (19).

Fastening device (1) according to one of the Claims 1 until 4th , wherein the first state corresponds to a no-load state and the second state corresponds to an assembly state.

Fastening device (1) according to Claim 4 or 5 wherein the projections (5) on the outer circumferential surface (3) in the second state are in force-locking and / or form-locking engagement with the container (19).

Fastening device (1) according to one of the Claims 1 until 6th , wherein the fastening device (1) is made of a plastic.

Fastening device (1) according to Claim 7 , wherein the fastening device (1) is produced as an injection-molded part.

Fastening device (1) according to one of the Claims 1 until 8th , wherein the thread (7, 15) is a pipe thread, a metric thread, a trapezoidal thread or an NPT thread.

Fastening device (1) according to one of the Claims 4 until 9 , the projections (5) being designed as knobs (21), as wedge geometry (22), as lamellae (21) or as toothing geometry (6).

Fastening system (12) for fastening a sensor (13) on or in an opening (17) of a container (19), comprising: a fastening device (1) according to one of the Claims 1 until 10 , and a sensor (13) with an external thread (15) which is designed to be inserted into the thread (7) on the inner circumferential surface (4).

Fastening system (12) Claim 11 , wherein the sensor (13) is wireless or cable-guiding.

Method for fastening a sensor (13) on or in an opening (17) of a container (19) with a fastening device (1) according to one of the Claims 4 until 10 , with the following steps: inserting the fastening device (1) into an opening (17) of the container (19), screwing the sensor (13) into the fastening device (1), and bringing about a transition from the first state to the second state of the Fastening device (1); and forming a non-positive connection between the projections (5) on the outer peripheral surface (3) of the hollow body (2) and the opening (17) of the container (19).

Method for dismantling a sensor (13) from an opening (17) of a container (19) with a fastening device (1) according to one of the Claims 4 until 10 comprising: unscrewing the sensor (13) from the fastening device (1); Effecting a transition from the second state to the first state of the fastening device (1), and removing the fastening device (1) from the opening (17) of the container (19).

Use of a fastening device (1) according to one of the Claims 1 until 10 for fastening a sensor (13) on or in an opening (17) of a container (19).