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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Justiervorrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Eine Justiervorrichtung dient dazu, eine Apparatur genau im Raum auszurichten. Solche Justiervorrichtungen finden beispielsweise in dem Bereich der Sensortechnik Anwendung.
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Bekannt ist beispielweise eine Justiervorrichtung für einen Sensor, die für eine Drei-Punkt-Verstellung ausgebildet ist. Der auf der Justiervorrichtung angeordnete Sensor kann mittels drei Verstelleinrichtungen justiert werden. Die Verstellung zur Ausrichtung des Sensors auf ein Ziel, wie zum Beispiel auf einen Reflektor, erfolgt dabei abhängig von den Achsen des Sensors sowie in mehreren Iterationenschritten. Die Justierung des Sensors mit dieser Justiervorrichtung ist jedoch sehr aufwändig und nicht sehr genau.
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Des Weiteren ist eine Justiervorrichtung bekannt, die eine Anordnung von drehbaren sowie fixierbaren Blechen besitzt. Durch Verdrehung von zwei Blechen kann der Sensor justiert werden. Die Verstellung zur Ausrichtung des Sensors auf ein Ziel erfolgt dabei meist händisch durch Lösen und Anziehen von Befestigungsschrauben.
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Aus
DE 102 20 126 A1 ist eine Vorrichtung zur Befestigung von Initiatoren und Sensoren an industriellen Anlagen, insbesondere von Sender und Empfänger aufweisenden Einrichtungen an Förderanlagen, bestehend aus einer ortsfest an einer Auflage der Anlage befestigten Halterung, bekannt. Die Halterung trägt eine justierbare Aufnahme für den Initiator oder Sensor, wobei die Auflage der Anlage ferromagnetisch ausgebildet ist und die Halterung aus mindestens einem an der Auflage fixierbaren Permanentmagneten, besteht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Justiervorrichtung bereitzustellen, mit denen Sensorachsen eines Sensors unabhängig voneinander justiert werden können.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung betrifft somit eine Justiervorrichtung umfassend eine Plattenanordnung und einen daran angebrachten Adapter, der als Haltewinkel ausgebildet sein kann. Der Haltewinkel kann beispielsweise L-förmig, U-förmig oder T-förmig sein. An dem Haltewinkel kann ein Sensor befestigt werden. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen optischen Sensor oder einen Ultraschallsensor handeln.
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Die Plattenanordnung umfasst drei übereinander angeordnete Plattenelemente. Bei dem obersten Plattenelement handelt es sich um eine Halteplatte, auf dem der Haltewinkel angeordnet ist. Ist der Haltewinkel L-förmig aufgebaut, so ist einer der Schenkel an der Halteplatte fixiert. Unterhalb der Halteplatte ist eine Zwischenplatte angeordnet, wobei diese Zwischenplatte oberhalb einer Grundplatte angebracht ist, womit die Zwischenplatte zwischen der Grundplatte und der Halteplatte liegt.
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An der Plattenanordnung sind eine erste sowie eine zweite Verstellschraube angebracht. Mit diesen beiden Verstellschrauben können zwei justierbare Sensorachsen unabhängig voneinander verstellt werden, womit der an der Justiervorrichtung befestigte Sensor innerhalb eines Raums justiert und damit optimal im Raum ausgerichtet werden kann. Diese zwei Sensorachsen sind auf einer Ebene angeordnet. Die Verstellung dieser beiden Sensorachsen erfolgt offsetfrei. Die Verstellschrauben ermöglichen eine identische Übersetzung bei der Verstellung insbesondere dann, wenn die Verstellschrauben einen identischen Aufbau und eine identische Anordnung zu den Schwenkachsen besitzen.
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Es sind daher eine erste Schwenkachse (Y-Achse) sowie eine zweite Schwenkachse (Z-Achse) vorgesehen, die so angeordnet sind, dass eine Senderachse des Sensors den Schnittpunkt der beiden auf einer Ebene liegenden Schwenkachsen genau senkrecht dazu schneidet, wodurch die voneinander unabhängige Justage der einzelnen Schwenkachsen gewährleistet und eine Beeinflussung der Justage jeweils einer Schwenkachse auf die andere Schwenkachse vermieden wird.
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Vorteilhaft ist zudem, dass mit der Justiervorrichtung durch Austausch der Haltewinkel unterschiedliche Sensortypen und Sensormodelle schnell und einfach justiert werden können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Verstellschrauben an einer Seite der Plattenanordnung nebeneinander angeordnet. Dadurch gestaltet sich die Justierung besonders einfach und genau.
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In einer weiteren Ausführungsform verbindet die erste Verstellschraube die Grundplatte mit der Zwischenplatte. Die zweite Verstellschraube verbindet hingegen die Halteplatte mit der Zwischenplatte. Durch Verstellen der ersten Verstellschraube wird der Abstand zwischen der Grundplatte und der Zwischenplatte verändert, d.h. der Abstand wird entweder verkleinert (und zwar durch Anziehen der ersten Verstellschraube) oder vergrößert (und zwar durch leichtes, d.h., nicht vollständiges, Lösen der ersten ersten Verstellschraube). Durch Verstellen der zweiten Verstellschraube wird der Abstand zwischen der Halteplatte und der Zwischenplatte verändert, d.h. der Abstand zwischen diesen beiden Plattenelementen wird entweder verkleinert (und zwar durch Anziehen der zweiten Verstellschraube) oder vergrößert (und zwar durch leichtes Lösen der zweiten Verstellschraube). Durch Veränderung dieser Abstände wird ein entsprechender Schwenkwinkel eingestellt. Sind die Verstellschrauben identisch aufgebaut, so kann das Einstellen der Abstände stufenlos erfolgen, wobei bei gleicher Anzahl der Schraubenumdrehungen ein identischer Schwenkwinkel eingestellt werden kann. Es werden somit die beiden Schwenkwinkel entlang ihrer korrespondierenden Schwenkachsen verstellt, wobei sich die beiden Schwenkachsen (Y-Achse und Z-Achse) kreuzen. An dem Ort, an dem sich die beiden Schwenkachsen kreuzen, befindet sich senkrecht dazu die Senderachse, d.h. die Achse des emittierenden Senders, die der X-Achse im Raum entspricht.
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Die Plattenelemente der Plattenanordnung sowie der Haltewinkel können aus Metall, einer Metalllegierung oder aus Kunststoff bestehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwischen der Grundplatte und der Zwischenplatte ein erstes Federelement und zwischen der Halteplatte und der Zwischenplatte ein zweites Federelement vorgesehen. Dabei umgibt das erste Federelement die erste Verstellschraube und das zweite Federelement die zweite Verstellschraube zumindest teilweise. Dadurch werden federbelastete Verstellschrauben erhalten, die eine sehr feine und stufenlose Änderung der Abstände und damit eine feine und stufenlose Justierung ermöglichen.
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Denkbar wäre auch der Einsatz anderer Federelemente wie z.B. Blattfedern, Ringfedern, Tellerfedern oder Schenkelfedern, die an einem anderen Ort als an der Verstellschraube angebracht sein können und die Verstellschraube somit nicht umschließen. Wichtig beim Einsatz von Federelementen ist nämlich lediglich, dass eine Kraft mit einem gewissen Hebelarm zur Schwenkachse auf die beiden zu verstellenden Platten ausgeübt wird.
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Auf die Federelemente kann dann verzichtet werden, wenn die erste Verstellschraube beispielsweise über ein Linksgewinde und die zweite Verstellschraube über ein Rechtsgewinde verfügt. In diesem Fall müssen Abschnitte der Plattenelemente, durch die die erste Verstellschraube durchgeführt ist, ebenfalls ein Linksgewinde aufweisen und Abschnitte der Plattenelemente, durch die die zweite Verstellschraube durchgeführt ist, ebenfalls ein Rechtsgewinde aufweisen. Der umgekehrte Fall ist natürlich ebenfalls möglich.
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Vorzugsweise ist an je einer Seite der Plattenanordnung je ein Klemmelement vorgesehen. Bevorzugt liegen sich je zwei Klemmelemente einander gegenüber. Die Klemmelemente können als Feststellschrauben ausgebildet sein und dienen im nicht fixierten Zustand als Schwenkachse für die Justage. Ist der Sensor einmal durch die Verstellschrauben im Raum justiert worden, so kann der Sensor durch diese Klemmelemente zusätzlich fixiert werden, so dass der Sensor auch unter Belastung optimal im Raum ausgerichtet bleibt.
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Es ist auch möglich, die beiden Verstellschrauben nicht an einer Seite der Plattenanordnung und dort nebeneinander anzuordnen, sondern an verschiedenen Seiten der Plattenanordnung anzubringen. Dies macht den Einsatz der Justiervorrichtung besonders flexibel.
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Die Federelemente können auch zwischen den Plattenelementen und nicht an den Verstellschrauben angeordnet sein. Dabei können mindestens ein Federelement zwischen der Halteplatte und der Zwischenplatte und mindestens ein weiteres Federelement zwischen der Zwischenplatte und der Grundplatte angeordnet sein. Sind Federelemente zwischen den Plattenelementen angeordnet, so wird eine besonders feine Justierung des Sensors im Raum erhalten.
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Auf Federelemente kann auch verzichtet werden. So kann eine Justiervorrichtung bereitgestellt werden, bei der die erste Verstellschraube unterhalb von Schraubenkopf und Halteplatte angeordnet ist und zumindest teilweise von einer ersten Sicherungsscheibe umgeben ist. Die zweite Verstellschraube ist unterhalb von Schraubenkopf und Zwischenplatte angeordnet und zumindest teilweise von einer zweiten Sicherungsscheibe umgeben.
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Auch kann eine Justiervorrichtung bereitgestellt werden, in der die erste Verstellschraube durch ein erstes Paar an Muttern hindurchgeführt ist, wobei die erste Verstellschraube in einer ersten Hälfte (zum Beispiel der oberen Hälfte) über eine erste Gewinderichtung und in einer zweiten Hälfte (und damit der unteren Hälfte) über eine zweite Gewinderichtung verfügt und eine der Muttern eine erste Gewinderichtung und die andere Mutter eine zweite Gewinderichtung aufweist.
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Die zweite Verstellschraube ist durch ein zweites Paar an Muttern hindurchgeführt, wobei die zweite Verstellschraube ebenfalls in einer Hälfte (beispielsweise der oberen Hälfte) über eine erste Gewinderichtung und in der anderen Hälfte (nämlich der unteren Hälfte) über eine zweite Gewinderichtung verfügt und eine der Muttern eine erste Gewinderichtung und die andere eine zweite Gewinderichtung aufweist. Die zweite Gewinderichtung ist dabei der ersten Gewinderichtung entgegengesetzt. Durch diese Anordnung ist eine sehr gute Feinjustierung des Sensors gewährleistet.
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Es versteht sich, dass die erste Hälfte der entsprechenden Verstellschraube auch die zweite Gewinderichtung und die zweite Hälfte die erste Gewinderichtung aufweisen kann, weil die Gewinderichtungen entgegengesetzt zueinander sind. Wichtig ist für diesen Fall nur, dass die entsprechende Muttern immer die gleiche Gewinderichtung wie die entsprechenden Hälften der Verstellschraube aufweisen.
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Weiterhin wird eine Anordnung beschrieben, die die eingangs beschriebene Justiervorrichtung und einen an dem Adapter dieser Justiervorrichtung angebrachten Sensor umfasst. Diese Anordnung lässt sich schnell und leicht mittels Befestigungselementen an einem Ort montieren oder von diesem Ort wieder entfernen. Diese Anordnung, bestehend aus Justiervorrichtung und dem daran angebrachten Sensor, zeichnet sich zudem durch eine sehr kompakte und flache Bauweise aus, wodurch sich die Anordnung auch in schwer zugänglichen Bereichen montieren lässt.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer Justiervorrichtung;
- 2 eine Draufsicht der in 1 dargestellten Justiervorrichtung;
- 3 einen Längsschnitt D-D durch die in 2 dargestellte Justiervorrichtung;
- 4 einen Längsschnitt E-E durch die in 2 dargestellte Justiervorrichtung;
- 5 eine weitere Ansicht der in 1 dargestellten Justiervorrichtung;
- 6 die in 5 gezeigte Justiervorrichtung mit einem daran angeordneten Sensor;
- 7 eine erste Variante der in 5 gezeigten Justiervorrichtung;
- 8 eine zweite Variante der in 5 gezeigten Justiervorrichtung;
- 9 eine dritte Variante der in 5 gezeigten Justiervorrichtung und
- 10 eine vierte Variante der in 2 gezeigten Justiervorrichtung.
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In 1 ist eine Seitenansicht einer Justiervorrichtung 1 gezeigt. Zu erkennen sind drei in einem Raum 2 befindliche Achsen, nämlich X-Achse, Y-Achse (Schwenkachse um Y) und Z-Achse (Schwenkachse um Z).
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Die Justiervorrichtung 1 umfasst eine Plattenanordnung 10, aufweisend drei übereinander angeordnete Plattenelemente 3, 4, 5. Bei dem obersten Plattenelement 3 handelt es sich um eine Halteplatte 3. Auf dieser Halteplatte 3 ist ein als Haltewinkel 6 ausgebildeter Adapter angeordnet. Der Haltewinkel 6 dient zum Befestigen eines nicht dargestellten Sensors und ist im Wesentlichen L-förmig aufgebaut, womit dieser Haltewinkel 6 einen ersten Schenkel 7 und einen zweiten Schenkel 23 besitzt. Der Haltewinkel 6 ist mit dem ersten Schenkel 7 mittels Verbindungselementen an der Halteplatte 3 fixiert. Diese Verbindungselemente können als Schrauben ausgebildet sein, wobei in der 1 nur die beiden als Schrauben ausgebildeten Verbindungselemente 8 und 9 zu sehen sind. Durch diese Art der Befestigung ist der zweite Schenkel 23 im Wesentlichen senkrecht zu der Plattenanordnung 10 angeordnet.
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Unterhalb der Halteplatte 3 ist eine Zwischenplatte 4 angeordnet, wobei diese Zwischenplatte 4 oberhalb einer Grundplatte 5 angebracht ist. Die Zwischenplatte 4 ist somit zwischen der Grundplatte 5 und Halteplatte 3 angeordnet.
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An der Plattenanordnung 10 sind zwei federbelastete Verstellschrauben angebracht, wobei in der 1 aufgrund der Seitenansicht nur die federbelastete Verstellschraube 11 zu sehen ist. Mit diesen beiden Verstellschrauben kann ein an der Justiervorrichtung angebrachter Sensor (nicht dargestellt) innerhalb eines Raums 2 justiert werden.
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Die Verstellschraube 11 verbindet die Halteplatte 3 mit der Zwischenplatte 4. Durch Verstellen der Verstellschraube 11, d.h. durch Anziehen oder Lösen der Verstellschraube 11, wird der Abstand 15 zwischen der Halteplatte 3 und der Zwischenplatte 4 verändert. Es wird der Abstand 15 zwischen der Halteplatte 3 und der Zwischenplatte 4 also entweder verkleinert oder vergrößert. Durch Veränderung dieses Abstands 15 kann ein korrespondierender Schwenkwinkel 16 entsprechend eingestellt werden.
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Zwischen der Halteplatte 3 und der Zwischenplatte 4 ist ein Federelement 17 vorgesehen, welche die Verstellschraube 11 in diesem Bereich zumindest teilweise umgibt. Dadurch wird eine federbelastete Verstellschraube 11 erhalten, die eine sehr feine und stufenlose Einstellung des Abstandes 15 und damit des Schwenkwinkels 16 ermöglicht. Mittels der Verstellschraube 11 kann eine Justierung des Sensors (nicht gezeigt) um die Y-Achse erfolgen. An jeder Seite der Plattenanordnung 10 ist je ein Klemmelement angeordnet, mit denen der nicht dargestellte Sensor zusätzlich fixiert werden kann. Dabei liegen jeweils zwei Klemmelemente einander gegenüber, wobei in der 1 nur die Klemmelemente 18, 19 und 20 zu sehen sind. Solange der Sensor noch nicht an der Justiervorrichtung 1 fixiert ist, dienen diese Klemmelemente 18, 19 und 20 als Schwenkachse für die Justage des Sensors. Ist der Sensor mittels der beiden Verstellschrauben im Raum 2 justiert worden, kann der Sensor durch die Klemmelemente 18, 19, 20 zusätzlich fixiert werden, so dass der Sensor auch bei hohen Belastungen optimal im Raum 2 ausgerichtet ist. Die Klemmelemente 19, 20 sind über entsprechende Feststellschrauben 21, 22 an der Plattenanordnung 10 angebracht.
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Der Haltewinkel kann auch eine andere Form aufweisen. So kann er beispielsweise U-förmig oder T-förmig aufgebaut sein. Die Halterung für den Sensor kann auch eine Platte oder eine gekröpfte Platte sein, bei der die Befestigung des Sensors parallel zur X-Achse erfolgt, wodurch die Befestigung des Sensors auf dessen Rückseite und nicht auf einer seiner Längsseiten erfolgt. Die Platten sowie die Haltewinkel, an denen der Sensor befestigt sein kann, können auch allgemein als Adapter bezeichnet werden.
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In 2 ist eine Draufsicht auf die Justiervorrichtung 1 gemäß 1 dargestellt. Auf der Halteplatte 3 der Plattenanordnung 10 ist der Haltewinkel 6 über seinen Schenkel 7 mittels Verbindungselementen 8, 9, 25 und 26 befestigt. An jeder Seite 27 bis 30 der Plattenanordnung 10 ist je ein Klemmelement 18, 19, 20, 31 angeordnet.
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An der Seite 28 der Plattenanordnung 10 ist eine erste Verstellschraube 32 vorgesehen, die benachbart zu der zweiten Verstellschraube 11 angeordnet ist. Die zweite Verstellschraube 11 ist von oben her in die Halteplatte 3 eingebracht, wohingegen die erste Verstellschraube 32 von oben her in die Zwischenplatte 4 eingebracht ist. Vorzugsweise besitzen die beiden Verstellschrauben 11 und 32 einen identischen Aufbau. Obwohl die beiden Verstellschrauben 11 und 32 nicht notwendigerweise benachbart zueinander angeordnet sein müssen, so ist es zumindest sinnvoll, diese Verstellschrauben 11 und 32 auf der gleichen Seite der Plattenanordnung 10 zu befestigen.
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An jeder Seite 27 bis 30 der Plattenanordnung 10 ist jeweils ein Klemmelement 18, 19, 20, 31 vorgesehen, welches mit Feststellschrauben 21, 22, 34, 35 versehen ist. Durch Anziehen der an den entsprechenden Klemmelementen 18, 19, 20, 31 angebrachten Feststellschrauben 21, 22, 34, 35 kann der an dem Haltewinkel 6 befestigte Sensor zusätzlich justiert werden.
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Die Z-Achse sowie die Y-Achse liegen auf einer Ebene. Dort wo sich die Z-Achse und die Y-Achse kreuzen, erstreckt sich senkrecht zu dieser Ebene die X-Achse. Diese Darstellung der sich kreuzenden Achsen sowie die sich dazu senkrecht zu der Ebene erstreckende X-Achse wird in den folgenden Figuren aufgrund der Art der Darstellung nicht immer eingehalten.
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Diese Justiervorrichtung 1 mit einem daran angebrachten Sensor (der Sensor ist in der 2 nicht gezeigt) lässt sich mittels Befestigungselementen leicht an einem Ort, zum Beispiel in einer Industrieanlage, montieren. Dazu sind an Ecken 44 bis 47 der Grundplatte 5 Durchführungen 51 bis 54 für je ein Befestigungselement vorgesehen. Als Befestigungselemente können beispielsweise Schrauben verwendet werden.
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3 zeigt einen Längsschnitt D-D durch die in 2 dargestellte Justiervorrichtung 1. An der Halteplatte 3 der Plattenanordnung 10 ist über Verbindungselemente der L-förmige Haltewinkel 6 befestigt, wobei in der 3 nur die beiden Verbindungselemente 8 und 9 zu sehen sind. Unterhalb der Halteplatte 3 sind die Grundplatte 5 und die dazwischen angeordnete Zwischenplatte 4 angebracht. Die Verstellschraube 11 verbindet die Halteplatte 3 mit der Zwischenplatte 4. Durch Verstellen der Verstellschraube 11, d.h. durch Anziehen oder Lösen der Verstellschraube 11, wird der Abstand 15 zwischen der Halteplatte 3 und der Zwischenplatte 4 verändert. Es wird der Abstand 15 also entweder verkleinert oder vergrößert. Durch Veränderung dieses Abstands 15 kann der korrespondierende Schwenkwinkel 16 entsprechend eingestellt werden. Es versteht sich daher auch, dass unter dem Lösen der Verstellschraube 11 nicht ein komplettes Entfernen der Verstellschraube 11 zu verstehen ist, sondern dass die Verstellschraube 11 lediglich leicht gelöst wird.
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Ein Federelement 17 ist zwischen der Halteplatte 3 und der Zwischenplatte 4 vorgesehen. Dieses Federelement 17 umgibt die Verstellschraube 11 in diesem Bereich zumindest teilweise. Dadurch wird eine federbelastete Verstellschraube 11 erhalten, die eine sehr feine und stufenlose Einstellung des Abstandes 15 und damit des Schwenkwinkels 16 ermöglicht. Mittels der Verstellschraube 11 kann somit eine Justierung des in der 3 nicht gezeigten Sensors um die Y-Achse erfolgen. Damit die Verstellschraube 11 ausreichend fest gezogen werden kann, kann - wie dies in der 3 dargestellt ist - eine Mutter 36 vorgesehen sein.
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In 4 ist ein Längsschnitt E-E durch die in 2 dargestellte Justiervorrichtung 1 dargestellt. Mit dem Schenkel 7 ist der Haltewinkel 6 an der Halteplatte 3 angebracht, wodurch der andere Schenkel 23 des Haltewinkels 6 senkrecht zur Halteplatte 3 angeordnet ist.
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Die erste Verstellschraube 32 verbindet die Grundplatte 5 mit der Zwischenplatte 4.
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Durch Verstellen der Verstellschraube 32, d.h. durch Anziehen oder (leichtes, nicht vollständiges) Lösen der Verstellschraube 32, kann der Abstand 24 zwischen der Grundplatte 5 und der Zwischenplatte 4 verändert werden. Der Abstand 24 dieser beiden Plattenelemente 4, 5 wird also entweder verkleinert oder vergrößert. Durch Veränderung dieses Abstands 24 kann der korrespondierende Schwenkwinkel 16 (aufgrund der Darstellung nicht zu erkennen) entsprechend eingestellt werden.
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Ein weiteres Federelement 40 ist zwischen der Grundplatte 5 und der Zwischenplatte 4 vorgesehen, wobei dieses Federelement 40 die Verstellschraube 32 in diesem Bereich zumindest teilweise umgibt. Dadurch wird eine federbelastete Verstellschraube 32 erhalten, die eine sehr feine und stufenlose Einstellung des Abstandes 24 und damit des korrespondierenden Schwenkwinkels ermöglicht. Mittels der Verstellschraube 32 kann eine feine Justierung des in der 4 nicht gezeigten Sensors um die Z-Achse erfolgen. Damit die Verstellschraube 32 ausreichend fest gezogen werden kann, kann - wie dies in der 4 dargestellt ist - ebenfalls eine Mutter 41 vorgesehen sein.
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5 zeigt eine Seitenansicht der Justiervorrichtung 1, wobei in Richtung der Y-Achse und damit auf den Schenkel 32 des Haltewinkels 6 geblickt wird. Zwischen der Grundplatte 5 und der Zwischenplatte 4 ist das erste Federelement 40 und zwischen der Halteplatte 3 und der Zwischenplatte 4 das zweite Federelement 17 angeordnet.
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Die erste Verstellschraube 32 wird dabei von dem ersten Federelement 40 und die zweite Verstellschraube 11 von dem zweiten Federelement 17 zumindest teilweise umgeben, wodurch zwei federbelastete Verstellschrauben 32, 11 erhalten werden. Durch die erste Verstellschraube 32 wird eine sehr feine und stufenlose Einstellung eines Abstandes 24, das heißt des Abstandes 24 zwischen der Zwischenplatte 4 und der Grundplatte 5, und damit des Schwenkwinkels 33 um die Z-Achse ermöglicht. Durch die erste Verstellschraube 32 kann somit eine Justierung des Sensors (nicht gezeigt) um die Z-Achse erfolgen.
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Durch Anziehen oder Lösen der zweiten Verstellschraube 11 wird hingegen eine sehr feine und stufenlose Einstellung eines Abstandes 15, das heißt des Abstandes 15 zwischen der Zwischenplatte 4 und der Halteplatte 3, und damit des Schwenkwinkels (aufgrund Darstellung in 5 jedoch nicht zu sehen) um die Y-Achse ermöglicht. Mit der zweiten Verstellschraube 11 erfolgt somit eine Justierung des Sensors (nicht gezeigt) um die Y-Achse. Die Z-Achse sowie die Y-Achse liegen auf einer Ebene. Dort, wo sich die Z-Achse und die Y-Achse kreuzen, erstreckt sich senkrecht zu der Ebene die X-Achse.
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Auf die Federelemente 17, 40 kann verzichtet werden, wenn die erste Verstellschraube 32 beispielsweise ein Linksgewinde und die zweite Verstellschraube 11 über ein Rechtsgewinde verfügt. In diesem Fall müssen Abschnitte der Plattenelemente 4, 5, durch die die erste Verstellschraube 32 durchgeführt ist, ebenfalls ein Linksgewinde aufweisen und Abschnitte der Plattenelemente 3, 4 durch die die zweite Verstellschraube 1 durchgeführt ist ein Rechtsgewinde aufweisen. Der umgekehrte Fall ist natürlich ebenfalls möglich.
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In 6 ist die Justiervorrichtung 1 nach 4 mit einem daran angeordneten Sensor 42 gezeigt. Die Justiervorrichtung 1 bildet zusammen mit dem Sensor 42 eine Anordnung 50. Diese Anordnung 50 lässt sich mittels Befestigungselementen leicht an einem Ort, zum Beispiel in einer Industrieanlage, montieren. Dazu ist an jeder Ecke 44 bis 47 der Grundplatte 5 je eine Durchführung 51 bis 54 vorgesehen (siehe dazu 2), in die Befestigungsmittel eingebracht werden können. Als Befestigungsmittel können beispielsweise Schrauben verwendet werden. In diesem Fall besitzt jede Durchführung 51 bis 54 jeweils ein Gewinde für eine Schraube. Diese Anordnung 50 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie sehr kompakt aufgebaut ist und eine flache Bauweise aufweist.
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Der Sensor 42 ist über Verbindungsmittel an dem Haltewinkel 6 fixiert, wobei in der 6 nur das Verbindungsmittel 43 zu erkennen ist, über das der Sensor 42 mit dem Schenkel 32 des Haltewinkels 6 verbunden ist. Bei dem Verbindungsmittel 43 kann es sich beispielsweise um eine Befestigungsschraube handeln. Der Sensor 42 liegt vorzugsweise zumindest teilweise auf dem Schenkel 7 des Haltewinkels 6 auf.
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Bei der X-Achse handelt es sich um eine Senderachse 37 des Sensors 42. Durch Verstellen der zweiten Verstellschraube 11 erfolgt eine Justierung des Sensors 42 um die Y-Achse. Wird hingegen die erste Verstellschraube 32 verstellt, so kann der Sensor 42 um die Z-Achse justiert werden.
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Vorteilhaft ist dabei, dass durch Verstellen der beiden Verstellschrauben 11 bzw. 32 die beiden auf einer Ebene liegenden Sensorachsen (nämlich die Y-Achse und die Z-Achse) unabhängig voneinander verstellt werden können, wodurch diese beiden Sensorachsen Z und Y unabhängig voneinander justierbar sind. Die Einstellung der beiden Sensorachsen erfolgt dabei offsetfrei. Die Verstellschrauben 11, 32 ermöglichen eine identische Übersetzung bei der Verstellung, insbesondere dann, wenn die Verstellschrauben 11, 32 identisch aufgebaut und nebeneinander angeordnet sind, wie dies in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 6 der Fall ist.
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Die vier Klemmelemente dienen als Schwenkachse für die Justage des Sensors 42, solange der Sensor 42 noch nicht fixiert ist. Ist der Sensor 42 justiert worden ist, kann der Sensor 42 durch die Klemmelemente zusätzlich fixiert werden. Von diesen Klemmelementen sind in der 6 nur die Klemmelemente 18, 19, 20 zu sehen.
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Durch Austausch der Adapter können unterschiedliche Sensortypen und Sensormodelle schnell und einfach in der Justiervorrichtung 1 eingebracht und anschließend justiert werden. Der Austausch der Adapter erfolgt durch einfaches Lösen der Verbindungselemente 8, 9, 25 und 26. Nach Lösen der Verbindungselemente 8, 9, 25 und 26 kann der Adapter sehr schnell entfernt und durch einen anderen Adapter, der sich zum Fixieren eines Sensors eines anderen Typs oder Modells eignet, ersetzen werden.
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Die Justierung eines Sensors mittels der beiden Verstellschrauben 11, 32 wird um so genauer, je kleiner die Gewindesteigung dieser Verstellschrauben 11, 32 und/oder die Gewindesteigung der Muttern 36, 41 ist. Daher werden bevorzugt Feingewindeschrauben und Feingewindemuttern eingesetzt, um eine sehr feine Justierung zu gewährleisten.
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In 7 ist eine erste Variante 60 der in 5 gezeigten Justiervorrichtung 1 zu sehen. Der Aufbau der Justiervorrichtung 60 entspricht im Wesentlichen dem der Justiervorrichtung 1, weshalb ein Großteil der Bezugszahlen aus 5 beibehalten wurde. An dem Adapter 6 kann ein Sensor (nicht gezeigt) fixiert werden. Im Gegensatz zu der Justiervorrichtung 1 besitzt die Justiervorrichtung 60 keine Federelemente, die die erste Verstellschraube 32 sowie die zweite Verstellschraube 11 umgeben. Anstelle der jeweiligen Federelemente ist eine erste Sicherungsscheibe 61 bzw. eine zweite Sicherungsscheibe 62 vorgesehen. Die erste Sicherungsscheibe 62 umgibt die erste Verstellschraube 32 zumindest teilweise und befindet sich unterhalb des Plattenelements 4 sowie eines Schraubenkopfes 63 der Verstellschraube 32. Die zweite Sicherungsscheibe 61 ist hingegen unterhalb des Plattenelements 3 sowie unterhalb eines Schraubenkopfes 64 der Verstellschraube 11 angeordnet, wobei diese Sicherungsscheibe 61 die zweite Verstellschraube 11 zumindest teilweise umgibt.
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Durch die erste Verstellschraube 32 wird eine sehr feine und stufenlose Einstellung des Abstandes 24, das heißt des Abstandes 24 zwischen der Zwischenplatte 4 und der Grundplatte 5 und damit des Schwenkwinkels 33 um die Z-Achse ermöglicht. Durch die erste Verstellschraube 32 kann somit eine Justierung des Sensors (nicht gezeigt) um die Z-Achse erfolgen.
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Durch Anziehen oder Lösen der zweiten Verstellschraube 11 wird eine sehr feine und stufenlose Einstellung des Abstandes 15, das heißt des Abstandes 15 zwischen der Zwischenplatte 4 und der Halteplatte 3 und damit des Schwenkwinkels (aufgrund Darstellung in 7 jedoch nicht zu sehen) um die Y-Achse ermöglicht. Mit der zweiten Verstellschraube 11 erfolgt somit eine Justierung des Sensors (nicht gezeigt) um die Y-Achse.
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Die Z-Achse sowie die Y-Achse liegen auf einer Ebene. Dort, wo sich die Z-Achse und die Y-Achse kreuzen, erstreckt sich senkrecht zu der Ebene die X-Achse.
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In 8 ist eine zweite Variante 70 der in 5 gezeigten Justiervorrichtung 1 zu sehen. Die Justiervorrichtung 70 entspricht im Aufbau im Wesentlichen der Justiervorrichtung 1, weshalb ein Großteil der Bezugszahlen aus 5 beibehalten wurde. An dem Adapter 6 kann wiederum ein Sensor befestigt werden. Der Sensor ist in Figr 8 jedoch nicht gezeigt. Die Justiervorrichtung 1 besitzt eine erste Verstellschraube 71 sowie eine zweite Verstellschraube 72. Die beiden Verstellschrauben 71, 72 sind als Stiftschrauben 71, 72 ausgebildet. Die erste Verstellschraube 71 ist durch zwei Muttern 73, 74 hindurchgeführt. Die Mutter 73 ist dabei an dem Plattenelement 4 und die Mutter 74 an dem Plattenelement 5 angebracht. Die zweite Verstellschraube 72 ist ebenfalls durch zwei Muttern 75, 76 hindurchgeführt, wobei die Mutter 75 an dem Plattenelement 3 und die Mutter 76 an dem Plattenelement 4 angebracht ist.
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Durch Anziehen oder Lösen der zweiten Verstellschraube 72 wird eine sehr feine und stufenlose Einstellung des Abstandes 15, das heißt des Abstandes 15 zwischen der Zwischenplatte 4 und der Halteplatte 3 und damit des Schwenkwinkels (aufgrund der Darstellung in 8 jedoch nicht zu sehen) um die Y-Achse ermöglicht. Mit der zweiten Verstellschraube 72 erfolgt somit eine Justierung des Sensors (nicht gezeigt) um die Y-Achse.
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Durch Anziehen oder Lösen der ersten Verstellschraube 71 wird eine sehr feine und stufenlose Einstellung des Abstandes 24, das heißt des Abstandes 24 zwischen der Zwischenplatte 4 und der Grundplatte 5 und damit des Schwenkwinkels 33 um die Z-Achse ermöglicht. Durch die erste Verstellschraube 71 kann somit eine Justierung des Sensors (nicht gezeigt) um die Z-Achse erfolgen.
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Die Z-Achse sowie die Y-Achse liegen auf einer Ebene. Dort wo sich die Z-Achse und die Y-Achse kreuzen, erstreckt sich senkrecht zu der Ebene die X-Achse.
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Wie bereits erläutert, ist die erste Verstellschraube 71 durch ein erstes Paar an Muttern 73, 74, hindurchgeführt, wobei die erste Verstellschraube 71 in einer ersten Hälfte 56 eine erste Gewinderichtung und in der zweiten Hälfte eine zweite Gewinderichtung aufweist. Die erste, obere Hälfte 56 der Verstellschraube 71 ist von einer ersten Mutter 73 umgeben, die ebenfalls eine erste Gewinderichtung besitzt. Die zweite, untere Hälfte 57 der Verstellschraube 71 ist von einer zweiten Mutter 74 umgeben, die eine zweite Gewinderichtung aufweist.. Die erste Gewinderichtung ist dabei der zweiten Gewinderichtung entgegengesetzt. So kann beispielsweise die erste Gewinderichtung links und die zweite Gewinderichtung rechts sein.
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Die zweite Verstellschraube 72 ist durch ein zweites Paar an Muttern 75, 77 hindurchgeführt, wobei die zweite Verstellschraube 72 in einer ersten Hälfte 58 über eine erste Gewinderichtung und in der zweiten Hälfte 59 über eine zweite Gewinderichtung verfügt. Die erste, obere Hälfte 58 der zweiten Verstellschraube 72 ist von einer ersten Mutter 76 umgeben, die ebenfalls eine erste Gewinderichtung besitzt. Die zweite, untere Hälfte 59 der Verstellschraube 72 ist von einer zweiten Mutter 75 umgeben, die eine zweite Gewinderichtung aufweist. Auch in diesem Fall ist die erste Gewinderichtung der zweiten Gewinderichtung entgegengesetzt.
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In 9 ist eine dritte Variante 80 der in 5 gezeigten Justiervorrichtung 1 zu sehen. Der Aufbau der Justiervorrichtung 80 entspricht im Wesentlichen dem der Justiervorrichtung 1, weshalb ein Großteil der Bezugszahlen beibehalten wurde. Im Gegensatz zu der Justiervorrichtung 1 besitzt die Justiervorrichtung 80 keine Federelemente, die die erste Verstellschraube 32 bzw. die zweite Verstellschraube 11 umgeben.
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Stattdessen sind Federelemente vorgesehen, die zwischen den beiden Plattenelementen 3 und 4 bzw. den beiden Plattenelementen 4 und 5 angeordnet sind. In der 9 sind drei Federelemente 81, 82, 83 zu sehen. Vorzugsweise sind diese Federelemente 81, 82, 83 als Tellerfedern ausgebildet. Die beiden Federelemente 81 und 83 sind zwischen den beiden Plattenelementen 4 und 5 und das Federelement 82 zwischen den beiden Plattenelementen 3 und 4 angeordnet. Die zwischen den Plattenelementen 3 und 4 bzw. den Plattenelementen 4 und 5 angeordneten Federelemente 81, 83 bzw. 82 ersetzen dabei die Federelemente, die in der Justiervorrichtung 1 die beiden Verstellschrauben 32 und 11 umgeben. Wie in der 9 dargestellt, sind zwischen den beiden Plattenelementen 4 und 5 zwei als Tellerfedern ausgebildete Federelemente 81 und 83 und zwischen den beiden Plattenelementen 3 und 4 ein als Tellerfeder ausgebildetes Federelement angeordnet. Denkbar ist natürlich auch, dass mehr als nur die drei Federelemente vorgesehen sind. Mindestens ist jedoch zwischen den Plattenelementen 3 und 4 bzw. zwischen den Plattenelementen 4 und 5 mindestens ein Federelement anzuordnen. Vorzugsweise sind auch in diesem Fall die Federelemente als Tellerfedern ausgebildet.
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Möglich ist natürlich auch, dass anstelle von Tellerfedern ein elastisches Material als Federelement verwendet wird, zum Beispiel ein gummielastisches Material, das zwischen den entsprechenden Plattenelementen 3, 4 bzw. 4, 5 angeordnet ist. Anstelle von Tellerfedern können auch Blattfedern, Ringfedern oder Schenkelfedern verwendet werden.
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Durch Anziehen oder Lösen der ersten Verstellschraube 32 wird eine sehr feine und stufenlose Einstellung des Abstandes 24, das heißt des Abstandes 24 zwischen der Zwischenplatte 4 und der Halteplatte 5 und damit des Schwenkwinkels 33 um die Z-Achse ermöglicht. Mit der ersten Verstellschraube 32 erfolgt somit eine Justierung des Sensors (nicht gezeigt) um die Z-Achse.
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Durch Anziehen oder Lösen der zweiten Verstellschraube 11 wird eine sehr feine und stufenlose Einstellung des Abstandes 15, das heißt des Abstandes 15 zwischen der Zwischenplatte 4 und der Halteplatte 3 und damit des Schwenkwinkels (aufgrund der Darstellung in 5 jedoch nicht zu sehen) um die Y-Achse ermöglicht. Mit der zweiten Verstellschraube 11 erfolgt somit eine Justierung des Sensors (nicht gezeigt) um die Y-Achse.
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Die Z-Achse sowie die Y-Achse liegen widerum auf einer Ebene. Dort wo sich die Z-Achse und die Y-Achse kreuzen, erstreckt sich senkrecht zu der Ebene die X-Achse.
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In 10 ist eine dritte Variante 55 der in 2 gezeigten Justiervorrichtung 1 zu dargestellt. Der Aufbau der Justiervorrichtung 55 entspricht im Wesentlichen dem der Justiervorrichtung 1, weshalb ein Großteil der Bezugszahlen beibehalten wurde. Im Gegensatz zu der Justiervorrichtung 1 besitzt die Justiervorrichtung 55 zusätzliche Feststellschrauben 38, 39 als Arretierungsmöglichkeiten. Dabei ist die Feststellsschraube 38 an dem Klemmelement 19 und die Feststellsschraube 39 an den Klemmelement 20 angebracht. Diese Feststellschrauben 38 bzw. 39 sind in einem definierten Abstand zur entsprechenden Schwenkachse, nämlich der Z-Achse bzw. der Y-Achse, an dem entsprechenden Klemmelement 19 bzw. 20 angebracht. Durch diese Feststellschrauben 38, 39 ist es möglich, einen an der Justinvorrichtung 55 befestigten Sensor (nicht gezeigt) in der einjustierten Lage dauerhaft - und dies auch bei höheren Sensormassen sowie bei höheren Schwingung- und Schockbelastungen - zu arretieren. Solche zusätzlichen Feststellschrauben können selbstverständlich auch bei den Varianten 60, 70 und 80 an den entsprechenden Klemmelementen 19 und 20 angebracht sein.
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In den eingangs beschriebenen Varianten der Justiervorrichtungen 1, 55, 60, 70, 80 sind die Verstellschrauben nebeneinander angeordnet. Es versteht sich, dass die Verstellschrauben auch an verschiedenen Seiten der entsprechenden Justiervorrichtungen angebracht sein können. So ist es beispielsweise bei der Justiervorrichtung 1 (siehe zum Beispiel 2) möglich, die erste Verstellschraube 32 weiterhin an der Seite 28 zu belassen, wohingegen die zweite Verstellschraube 11 an der Seite 27 angebracht wird. An der Wirkungsweise bzw. Funktion der beiden Verstellschrauben 32 und 11 ändert sich dabei nichts.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Justiervorrichtung
- 2
- Raum
- 3
- Halteplatte
- 4
- Zwischenplatte
- 5
- Grundplatte
- 6
- Adapter
- 7
- erster Schenkel
- 8, 9
- Verbindungselemente
- 10
- Plattenanordung
- 11
- Zweite Verstellschraube
- 12
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- 13
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- 14
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- 15
- Abstand zwischen der Halteplatte 3 und der Zwischenplatte 4
- 16
- Schwenkwinkel
- 17
- Zweites Federelement
- 18, 19, 20
- Klemmelemente
- 21, 22
- Feststellschrauben
- 23
- Zweiter Schenkel
- 24
- Abstand zwischen der Grundplatte 5 und der Zwischenplatte 4
- 25, 26
- Verbindungselemente
- 27 bis 30
- Seiten der Plattenanordnung 10
- 31
- Klemmelement
- 32
- Erste Verstellschraube
- 33
- Schwenkwinkel
- 34, 35
- Feststellschrauben
- 36
- Mutter
- 37
- Senderachse
- 38
- Feststellschraube
- 39
- Feststellschraube
- 40
- Erstes Federelement
- 41
- Mutter
- 42
- Sensor
- 43
- Verbindungsmittel
- 44 bis 47
- Ecken der Grundplatte
- 50
- Anordnung
- 51 bis 54
- Durchführung
- 55
- Justiervorrichtung
- 56
- Hälfte
- 57
- Hälfte
- 58
- Hälfte
- 59
- Hälfte
- 60
- Justiervorrichtung
- 61
- Erste Sicherungsscheibe
- 62
- Zweite Sicherungsscheibe
- 63
- Schraubenkopf
- 64
- Schraubenkopf
- 65
- ---
- 66
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- 67
- ---
- 68
- ---
- 69
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- 70
- Justiervorrichtung
- 71
- Erste Verstellschraube
- 72
- Zweite Verstellschraube
- 73 bis 74
- Mutter (= erstes Paar an Muttern)
- 75 bis 76
- Mutter (= zweites Paar an Muttern)
- 77
- ---
- 78
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- 79
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- 80
- Justiervorrichtung
- 81 bis 83
- Federelemente
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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