DE102021121137A1

DE102021121137A1 - Befestigungseinrichtung für Sensor, Verfahren und Verwendung

Info

Publication number: DE102021121137A1
Application number: DE102021121137.9A
Authority: DE
Inventors: Florian Krämer; Patrick Heizmann; Stefan Allgaier
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2023-02-16

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Befestigungseinrichtung (1) zur Befestigung eines Sensors (5), aufweisend: einen Grundkörper (2), der dazu eingerichtet ist den Sensor (5) aufzunehmen, einen Befestigungsabschnitt, der dazu eingerichtet ist, an einer Oberfläche eines Behälters mittels elektrischer Wechselwirkungen oder adhäsiv befestigbar zu sein. Ferner betrifft die Offenbarung auch ein Verfahren zur Befestigung/Montage und/oder Ablösen/Demontage eines Sensors (5) an einer Oberfläche (7, 9), eine Verwendung einer Befestigungsvorrichtung (1) zur Befestigung eines Sensors (5) an einer Oberfläche (7, 9), sowie einen Sensor (5) mit einer Befestigungsvorrichtung (1).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Befestigungseinrichtungen für Sensoren, insbesondere für Füllstandsensoren, im industriellen Umfeld. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Sensors an einem Behälter, insbesondere an einer Oberfläche eines Behälters, ein Verfahren zur Montage und/oder Demontage eines Sensors an einem Behälter, eine Verwendung einer Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Sensors an einem Behälter sowie einen Sensor mit einer solchen Befestigungsvorrichtung.
Hintergrund
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 einem Behälter ausgeführt sein. Diese Befestigung kann auf verschiedene Arten erfolgen, bspw. mittels einer Flanschbefestigung oder einer Einschraubbefestigung.
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.
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 Öffnung in einem Behälter eingeschraubt werden kann.
Außerdem besteht die Möglichkeit, Sensoren mittels Montageklammern, Klammerbügeln, Magnetbefestigung oder Klebebefestigung zu montieren.
Zusammenfassung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Befestigung von Sensoren an einem Behälter bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung eine universale Sensorbefestigung an Flächen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Sensors, insbesondere eines Füllstandsensors an einem Behälter, insbesondere an einer Oberfläche des Behälters. Die Befestigungseinrichtung besitzt einen Grundkörper, der dazu eingerichtet ist den Sensor aufzunehmen, und einen Befestigungsabschnitt, der dazu eingerichtet ist, an einer Oberfläche eines Behälters mittels elektrischer Wechselwirkungen, wie elektrostatische oder elektrodynamische Wechselwirkungen, insbesondere Dipol-Dipol- Kräfte oder Van-der Waals Kräfte, oder adhäsiv befestigbar zu sein.
Dadurch wird eine universale Befestigung für eine große Anzahl an Sensoren an einer Vielzahl an Behältern ermöglicht. Insbesondere ermöglicht die Befestigungseinrichtung Sensoren einfach und schnell mechanisch an dem vorgesehenen Behälter, insbesondere an einer dort vorgesehenen Messstelle, anzubringen. Damit ist die Befestigungseinrichtung unabhängig von speziellen Befestigungsvorrichtungen, wie Flansche oder Gewinde, an dem Behälter, bzw. an der Messstelle. Ferner kann die Befestigungseinrichtung auf Oberflächen mit verschiedenen Oberflächenbeschaffenheiten und/oder Oberflächenformen zuverlässig montiert werden. So kann die Befestigungseinrichtung bspw. an einer Oberfläche außen oder innen am Behälter, auf einer Öffnung oder auf einem Stutzen angebracht werden. So sind sowohl eine Wandmontage als auch eine Deckenmontage der Befestigungseinrichtung möglich. Ferner ist auch ein Anhaften der Befestigungseinrichtung auf Glas möglich. Man kann also sagen, dass die Befestigungseinrichtung eine Montage an sämtlichen Oberflächen ermöglicht, die dazu fähig sind, elektrische Wechselwirkungen auszubilden.
Die Befestigungseinrichtung kann werkzeuglos, also ohne weitere Hilfsmittel, durch ein Andrücken der Befestigungseinrichtung an bzw. auf die Oberfläche des Behälters montiert werden. Dabei bilden die, insbesondere feinen, Mikrofasern mit der Oberfläche elektrische, insbesondere elektrostatische oder elektrodynamische Wechselwirkungen, insbesondere nach dem Prinzip der Van-der-Waals-Kräfte, aus, die eine zuverlässige und dauerhafte Befestigung gewährleisten. Darüber hinaus ist die Befestigungseinrichtung einfach und rückstandsfrei, also ohne Beschädigung der Oberfläche, wieder von der Oberfläche lösbar.
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. Mit anderen Worten kann man sagen, dass Sensoren mit verschiedenen Messprinzipien verwendet werden können, z.B. Mikrowellen, Vibration, kapazitive oder konduktive Messprinzipien. Insbesondere können Sensoren mit Messprinzipien verwendet werden, die eine Messung durch eine geschlossene Wand eines Behälters ermöglichen, wie z.B. Radar, Mikrowellen etc.
Mit anderen Worten kann man sagen, dass die Befestigungseinrichtung universell für verschiedene Sensoren und/oder an verschiedenen Oberflächen, an frei wählbaren Montagepositionen verwendet werden kann.
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.
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. 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.
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.
Gemäß einer Ausführungsformen weist der Befestigungsabschnitt eine Vielzahl an haarähnlichen Strukturen auf, die an dem Grundkörper angeordnet sind, wobei die haarähnlichen Strukturen dazu eingerichtet sind, bei Kontakt mit einer Oberfläche mit dieser elektrische Wechselwirkungen auszubilden, um den Sensor an der Oberfläche zu befestigen. Durch den Kontakt mit der Oberfläche werden die haarähnlichen Strukturen zum einen nah an die Oberfläche und zum anderen auseinander gedrückt, sodass die Kontaktfläche möglichst groß wird. Dadurch werden die elektrischen Wechselwirkungen verstärkt bzw. verbessert.
Die haarähnlichen Strukturen sind, insbesondere dünne, Fasern, wie Mikrofasern oder Nanofasern, die für die Ausbildung elektrischer Wechselwirkungen mit anderen Objekten, wie bspw. Oberflächen, geeignet sind. Je dünner die Faser ist, desto dominanter sind die elektrischen Wechselwirkungen, die sie in Kontakt mit anderen Objekten ausbilden. Darüber hinaus kann auch die Form der Faser die Intensität der elektrischen Wechselwirkungen beeinflussen. Dabei nimmt der Einfluss der Form der Faser zunehmend ab, je dünner die Faser ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist der Befestigungsabschnitt zumindest einen Klebeabschnitt auf, der dazu eingerichtet ist, die Befestigungseinrichtung mittels Adhäsion an der Oberfläche zu befestigen. Der Klebeabschnitt ermöglicht eine einfache Montage sowie Demontage der Befestigungseinrichtung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Befestigungsabschnitt mehrere Klebeabschnitte auf, die integral oder separat voneinander ausgebildet sind. Insbesondere sind die Klebeabschnitte derart ausgebildet, dass sie eine Befestigung an im Wesentlichen nicht flachen Oberflächen ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Oberfläche im Wesentlichen flach bzw. eben ausgebildet, oder ist im Wesentlichen nicht flach bzw. nicht eben ausgebildet. Insbesondere kann die nicht flache Oberfläche geriffelt, gewellt, gewölbt, gekrümmt sein, mit Vorsprüngen und/oder Ausnehmungen versehen sein etc.
Gemäß einer Ausführungsform sind die haarähnlichen Strukturen in zumindest einer Richtung, vorzugsweise frei, verschiebbar angeordnet. Dadurch kann sich die Befestigungseinrichtung an die Kontur der Oberfläche des Behälters anpassen. So ist auch die Anpassung an winklige Oberflächen möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die haarähnlichen Strukturen in der zumindest einen Richtung in beliebiger Position arretierbar. So können die haarähnlichen Strukturen insbesondere nach Aufnahme der Kontur der Oberfläche verriegelt werden und die Befestigungseinrichtung zur Befestigung an die Oberfläche angedrückt werden. Somit kann die Befestigungseinrichtung auch an Freiformflächen zuverlässig angebracht werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Befestigungseinrichtung ferner eine betätigbare Abdrückvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Befestigungseinrichtung durch Betätigung zu lösen. Die Abdrückvorrichtung kann bspw. einen Hebel umfassen, der durch Betätigung die elektrischen Wechselwirkungen unterbricht, wodurch die Befestigungseinrichtung von der Oberfläche gelöst werden kann. So kann die Befestigungseinrichtung besonders leicht wieder gelöst werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Befestigungseinrichtung dazu eingerichtet, den Sensor frei drehbar aufzunehmen. Dies ermöglicht es, die Position des Sensors in der Befestigungseinrichtung beliebig zu wählen. So können bspw. Sensoren mit einem Display so angeordnet werden, dass ein Bediener das Display einfach einsehen kann. Ferner ermöglicht die frei drehbare Positionierung des Sensors mit Messprinzipien mit Polarisation, die Polarisation zu ändern, wodurch die Intensität von Störechos beeinflusst, insbesondere reduziert, werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Befestigungseinrichtung ferner eine Adapterschnittstelle auf, die dazu eingerichtet ist, mit dem Sensor eine Schraubverbindung oder eine Flanschverbindung auszubilden. So können viele verschiedene Prozessanschlüsse mittels der Befestigungseinrichtung einfach an Oberflächen, z.B. von Behältern, befestigt werden. Mit anderen Worten kann man sagen, dass die Befestigungseinrichtung als ein Adapter verwendet werden kann, in den ein Sensor eingeschraubt bzw. befestigt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Befestigungseinrichtung ferner zumindest eine definierte Freifläche, also einen Bereich ohne Fasern auf, der dazu eingerichtet ist, eine Messung der Sensorik des Sensors zu ermöglichen. Zusätzlich kann der Sensor oder die Sensorik des Sensors, insbesondere eine Antenne, in der Freifläche aufgenommen werden. Da die haarähnlichen Strukturen die Messung, je nach Messprinzip beeinflussen oder gar unbrauchbar machen können, schafft die Freifläche einen faserfreien Bereich, der eine Beeinflussung der Messung durch die haarähnliche Strukturen verhindert. Für den Fall, dass die Freifläche von den haarähnlichen Strukturen umgeben ist, können die haarähnlichen Strukturen auch dazu dienen, den durch die Freifläche definierten Bereich gegen Verschmutzung, insbesondere Verschmutzung von außen, zu schützen. Dies ist insbesondere für Sensoren mit Mikrowellenmessung bzw. Radarmessung von Vorteil.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Befestigungseinrichtung und/oder die zumindest eine Freifläche an einer Außenkontur, bspw. an einem Außenumfang, eine Dichtungseinrichtung, bspw. eine umlaufende Dichtlippe, etc., auf. Die Dichtungseinrichtung ist derart eingerichtet, dass sie im montierten Zustand der Befestigungseinrichtung mit der Oberfläche in Kontakt ist, und somit einen innerhalb der Dichtungseinrichtung liegenden Bereich vor Verschmutzung und/oder Feuchtigkeit schützt. Dadurch kann die Qualität der Messung des Sensors verbessert werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Befestigung bzw. Montage und/oder Ablösen bzw. Demontage eines Sensors an einer Oberfläche, insbesondere eines Behälters, mit einer vorstehend und nachfolgend beschriebenen Befestigungseinrichtung mit den nachfolgenden Schritten:

Aufnehmen des Sensors in der Befestigungseinrichtung;
Andrücken der Befestigungseinrichtung an der Oberfläche; und
Ablösen der Befestigungseinrichtung mit Sensor.

Das Verfahren ermöglicht eine einfache, wieder lösbare Sensorbefestigung durch Andrücken der Befestigungseinrichtung an der Oberfläche. Durch das Andrücken bilden sich zwischen den haarähnlichen Strukturen und der Oberfläche elektrische Wechselwirkungen, insbesondere Van-der-Waals-Kräfte, aus, durch die die Befestigungseinrichtung sicher und insbesondere positionsgetreu an der Oberfläche haftet. Insbesondere beruht das Verfahren auf dem Prinzip der molekularen Haftung. Ferner bewirkt das Andrücken der Befestigungseinrichtung an der Oberfläche, dass eine Kontaktfläche zwischen den haarähnlichen Strukturen und der Oberfläche vergrößert wird, wodurch die Anhaftung der Befestigungseinrichtung auf der Oberfläche verbessert wird.
Mit anderen Worten kann man sagen, dass das Verfahren eine einfache Montage sowie Demontage der Befestigungseinrichtung, insbesondere mit Sensor, ermöglicht. Dadurch ist ein schneller Sensorwechsel, z.B. bei nicht-stationären, autarken Sensoren möglich, wie sie insbesondere bei sogenannten IBC-Tanks verwendet werden. Darüber hinaus ist es denkbar, eine Selbstaktivierung des Sensors vorzusehen, die durch das Andrücken der Befestigungseinrichtung, in der der Sensor aufgenommen ist, aktiviert wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den Schritt:

Anpassen der verschiebbaren haarähnlichen Strukturen an die Oberflächenkontur während dem Andrücken der Befestigungseinrichtung an der Oberfläche.

Das Verschieben der haarähnlichen Strukturen während des Andrückens ermöglicht es, dass sich die Befestigungseinrichtung an die Kontur der jeweiligen Oberfläche anpassen kann. Dadurch wird die Ausbildung der elektrischen Wechselwirkungen und die daraus resultierenden Haftkräfte optimiert und so eine zuverlässige und insbesondere positionsgetreue Montage der Befestigungseinrichtung, und somit des darin aufgenommenen Sensors, sowohl auf ebenen Flächen als auch auf Freiformflächen ermöglicht. Darüber hinaus ermöglichen die haarähnlichen Strukturen ein Schwenken bzw. eine Winkelverstellung, also eine winklige Anordnung, des Sensors in Bezug auf die Oberfläche des Behälters.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Ablösen der Befestigungseinrichtung mit Sensor mittels eines vorbestimmten Ablösemechanismus realisiert. Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Ablösemechanismus eine Drehbewegung der Befestigungseinrichtung relativ zur Oberfläche, oder eine Kippbewegung der Befestigungseinrichtung relativ zur Oberfläche, oder eine Schiebebewegung der Befestigungseinrichtung relativ zur Oberfläche, oder ein Abdrücken der Befestigungseinrichtung von der Oberfläche umfasst.
So kann die Befestigungseinrichtung, und somit der darin aufgenommene Sensor, rückstandsfrei und/oder werkzeuglos bzw. ohne weitere Hilfsmittel von der Oberfläche einfach gelöst werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Verwendung einer vorstehend und nachfolgend beschriebenen Befestigungsvorrichtung zur Befestigung eines Sensors an einer Oberfläche.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Sensor mit einer vorstehend und nachfolgend beschriebenen Befestigungsvorrichtung.
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.
Figurenliste

1 zeigt eine Seitenansicht einer Befestigungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform mit einem darin aufgenommenen Sensor.
2 zeigt eine Unteransicht der Befestigungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform.
3a bis 3d zeigen schematisch verschiedene Ablösemechanismen zum Lösen der Befestigungseinrichtung von der Oberfläche gemäß einer Ausführungsform.
4 zeigt die Befestigungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform an einer gewölbten Oberfläche.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt schematisch und beispielhaft eine Befestigungseinrichtung 1 in einer Seitenansicht. Die Befestigungseinrichtung 1 besitzt einen Grundkörper 2 und einen Befestigungsabschnitt 13, der in 1 beispielhaft eine Vielzahl an Mikrofasern 3 aufweist, die hier beispielhaft zu Faser-Paketen 4 gebündelt sind. Von bzw. in der Befestigungsvorrichtung aufgenommen ist ein Sensor 5, der insbesondere als ein Füllstandsensor ausgebildet ist. Die Befestigungseinrichtung 1 ist an einer Montagestelle 6 auf einer Oberfläche 7 angeordnet, die hier beispielhaft eben ausgebildet ist. Die Oberfläche 7 eignet sich zur Adhäsion der Mikrofasern 3 durch Ausbildung elektrischer Wechselwirkungen nach dem Prinzip der Van-der-Waals-Kräfte bzw. durch Ausbildung von Van-der Waals-Kräften.
Die Oberfläche 7 kann als eine Wand eines Behälters 10 (siehe 4) ausgebildet sein und der Sensor 5 kann dazu eingerichtet sein, einen Füllstand H_F eines in dem Behälter 10 aufgenommenen Füllguts 11 (siehe 4) zu erfassen. Die Montagestelle 6 kann bspw. eine Öffnung (nicht gezeigt) aufweisen, in die eine Antenne des Sensors 5 zur Messung des Füllstands H_F hineinragen kann. Alternativ ist es auch möglich, den Sensor 5 an einer geschlossenen Wand des Behälters 10, also einen Bereich der Wand ohne Öffnung, zu befestigen. Dies ermöglicht es, insbesondere Sensoren mit Messprinzipien, wie bspw. Radar oder kapazitive Messprinzipien, die dazu geeignet sind, durch die Wand des Behälters 10 hindurch messen zu können, beliebig an der Wand des Behälters 10 zu positionieren.
2 zeigt die Befestigungseinrichtung 1 schematisch und beispielhaft in einer Unteransicht. Der Grundkörper 2 der Befestigungseinrichtung 1 hat eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche. Die Mikrofasern 3 sind gebündelt als Faser-Pakete 4 an der gesamten Querschnittsfläche im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet. Ferner weist der Grundkörper 2 eine Öffnung bzw. einen Freiraum 8 auf, der im Wesentlichen mittig in dem Grundkörper 2 angeordnet ist. Innerhalb des Freiraums 8 sind keine Mikrofasern 3 angeordnet, und der Freiraum 8 ist dazu eingerichtet, eine innenliegende Sensorik des Sensors 5, bspw. eine Antenne, aufzunehmen. Der Freiraum 8 ermöglicht somit, dass die Sensorik des Sensors 5 freiliegt und somit die vorgesehenen Messungen durchführen kann. Zum Beispiel ermöglicht der Freiraum 8 bei einem als Füllstandsensor ausgebildeten Sensor 5, dass die Sensorik ungehindert „Zugang“ zu einem Innenraum des Behälters 10 hat und so den Füllstand H_F des in dem Behälter 10 aufgenommenen Füllguts 11 erfassen kann.
3(a) bis (d) zeigt schematisch verschiedene Ablösemechanismen zum Lösen der Befestigungseinrichtung 1 von der Oberfläche 7 gemäß einer Ausführungsform. Die Befestigungseinrichtung 1 wird zum Anbringen auf der Oberfläche 7 an die Oberfläche angedrückt. Durch den Kontakt der Mikrofasern 3 mit der Oberfläche 7 bilden sich zwischen den Mikrofasern 3 und der Oberfläche 7 elektrische Wechselwirkungen aus, die nach dem Prinzip der Van-der-Waals-Kräfte bewirken, dass die Befestigungseinrichtung 1 an der Oberfläche 7 haftet. Durch das Andrücken wird eine Kontaktfläche zwischen den Mikrofasern 3 und der Oberfläche 7 vergrößert. Dadurch wird der Kontaktbereich zwischen den Mikrofasern 3 und der Oberfläche 7 vergrößert und die Haftung der Befestigungseinrichtung 1 an der Oberfläche 7 verbessert bzw. verstärkt.
Zum Lösen der Befestigungseinrichtung 1 von der Oberfläche 7, und somit zum Überwinden der elektrischen Wechselwirkungen zwischen den Mikrofasern 3 und der Oberfläche 7, können verschiedene Ablösemechanismen angewendet werden, die ein insbesondere rückstandsfreies und/oder werkzeugloses Ablösen der Befestigungseinrichtung 1 von der Oberfläche 7 ermöglichen.
3(a) zeigt eine Drehbewegung als Ablösemechanismus, bei dem die Befestigungseinrichtung 1 relativ zur Oberfläche 7 um die eigene Längsachse L verdreht wird, bis die durch die Drehbewegung bewirkten Scherkräfte größer sind als die elektrischen Wechselwirkungen zwischen den Mikrofasern 3 und der Oberfläche 7 bzw. die daraus resultierenden Haftkräfte. Anschließend kann die Befestigungseinrichtung 1 einfach von der Oberfläche 7 abgehoben werden.
3(b) zeigt eine Kippbewegung als Ablösemechanismus, bei dem die Befestigungseinrichtung 1 relativ zur Oberfläche 7 verkippt wird, bis die durch die Kippbewegung bewirkten Kräfte größer sind als die elektrischen Wechselwirkungen zwischen den Mikrofasern 3 und der Oberfläche 7. Die durch die Kippbewegung bewirkten Kräfte sind dabei im Wesentlichen entgegengesetzt zu den elektrischen Wechselwirkungen bzw. den aus den elektrischen Wechselwirkungen resultierenden Haftkräfte. Anschließend kann die Befestigungseinrichtung 1 einfach von der Oberfläche 7 abgehoben werden.
3(c) zeigt eine Schiebebewegung als Ablösemechanismus, bei dem die Befestigungseinrichtung 1 relativ und im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 7 verschoben wird, bis die durch die Schiebebewegung bewirkten Scherkräfte größer sind als die elektrischen Wechselwirkungen zwischen den Mikrofasern 3 und der Oberfläche 7 bzw. die daraus resultierenden Haftkräfte. Anschließend kann die Befestigungseinrichtung 1 einfach von der Oberfläche 7 abgehoben werden.
3(d) zeigt ein Abdrücken als Ablösemechanismus, bei dem die Befestigungseinrichtung 1 auf die Oberfläche 7 gedrückt wird, bevor sie zum Lösen einfach von der Oberfläche 7 abgehoben wird. Alternativ sind auch noch weitere Ablösemechanismen denkbar. Beispielweise kann eine betätigbare Abdrückvorrichtung verwendet werden, die dazu eingerichtet ist, die Befestigungseinrichtung 1 durch Betätigung zu lösen.
4 zeigt die Befestigungseinrichtung 1 schematisch und beispielhaft an einer gewölbten Oberfläche 9 des Behälters 10. Die Befestigungseinrichtung 1 in 4 weist neben dem Grundkörper 2 und dem Befestigungsabschnitt 13 mit den Mikrofasern 3 eine Feststelleinrichtung 12 auf. Darüber hinaus sind die Mikrofasern 3 bzw. die einzelnen Faser-Pakete 4 in Richtung der Längsachse L axial verschiebbar in dem Grundkörper 2 angeordnet, und die Feststelleinrichtung 12 ist dazu eingerichtet, die Mikrofasern 3 in jeder beliebigen Position zu arretieren. Dadurch ist es möglich, dass die Befestigungseinrichtung 1 auch an der gewölbten Oberfläche 9, oder auch an jeder anderen, nicht ebenen Fläche, bspw. eine Freiformfläche, sicher haften kann.
Hierzu sind die Mikrofasern 3 bzw. die Faser-Pakete 4 beim Andrücken der Befestigungseinrichtung 1 in Richtung der Längsachse L axial verschieblich, und können sich somit der Kontur der gewölbten Oberfläche 9 anpassen. Nachdem die Fasern die Kontur der Oberfläche 9 aufgenommen haben, kann die Feststelleinrichtung 12 betätigt werden, um die Mikrofasern 3 in dieser Position zu arretieren. Anschließend wird die Befestigungseinrichtung 1 an die Oberfläche 9 angedrückt, um die Ausbildung der elektrischen Wechselwirkungen zu verbessern.
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.

Claims

Befestigungseinrichtung (1) zur Befestigung eines Sensors (5), aufweisend: einen Grundkörper (2), der dazu eingerichtet ist den Sensor (5) aufzunehmen, und einen Befestigungsabschnitt (13), der dazu eingerichtet ist, an einer Oberfläche (7, 9) eines Behälters mittels elektrischer Wechselwirkungen oder adhäsiv befestigbar zu sein.
Befestigungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Befestigungsabschnitt eine Vielzahl an haarähnlichen Strukturen (3) aufweist, die an dem Grundkörper (2) angeordnet sind, wobei die haarähnlichen Strukturen (3) dazu eingerichtet sind, bei Kontakt mit einer Oberfläche (7, 9) mit dieser elektrische Wechselwirkungen auszubilden, um den Sensor (5) an der Oberfläche (7, 9) zu befestigen.
Befestigungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberfläche (7, 9) im Wesentlichen flach ausgebildet ist, oder im Wesentlichen nicht flach ausgebildet ist.
Befestigungseinrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die haarähnlichen Strukturen (3) in zumindest einer Richtung, vorzugsweise frei, verschiebbar angeordnet sind.
Befestigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die haarähnlichen Strukturen (3) in der zumindest einen Richtung in beliebiger Position arretierbar sind.
Befestigungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine betätigbare Abdrückvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Befestigungseinrichtung (1) durch Betätigung zu lösen.
Befestigungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigungseinrichtung (1) dazu eingerichtet ist, den Sensor (5) frei drehbar aufzunehmen.
Befestigungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigungseinrichtung (1) ferner eine Adapterschnittstelle aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit dem Sensor (5) eine Schraubverbindung oder eine Flanschverbindung auszubilden.
Befestigungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend definierte Freiflächen (8), die dazu eingerichtet sind, den Sensor (5) oder die Sensorik eines Sensors (5), insbesondere eine Antenne, aufzunehmen.
Verfahren zur Befestigung/Montage und/oder Ablösen/Demontage eines Sensors (5) an einer Oberfläche (7, 9) mit einer Befestigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit den nachfolgenden Schritten: Aufnehmen des Sensors (5) in der Befestigungseinrichtung (1); Andrücken der Befestigungseinrichtung (1) an die Oberfläche (7, 9); und Ablösen der Befestigungseinrichtung (1) mit Sensor (5).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei ferner umfassend: Anpassen der verschiebbaren haarähnlichen Strukturen (3) an eine Oberflächenkontur während dem Andrücken der Befestigungseinrichtung (1) an die Oberfläche (7, 9).
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Ablösen der Befestigungseinrichtung (1) mit Sensor (5) mittels eines vorbestimmten Ablösemechanismus realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Ablösemechanismus eine Drehbewegung der Befestigungseinrichtung (1) relativ zur Oberfläche (7, 9), oder eine Kippbewegung der Befestigungseinrichtung (1) relativ zur Oberfläche (7, 9), oder eine Schiebebewegung der Befestigungseinrichtung (1) relativ zur Oberfläche (7, 9), oder ein Abdrücken der Befestigungseinrichtung (1) von der Oberfläche (7, 9) umfasst.
Verwendung einer Befestigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Befestigung eines Sensors (5) an einer Oberfläche (7, 9).
Sensor (5) mit einer Befestigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.