DE20218204U1

DE20218204U1 - Halterung für Magnetfeldsensoren

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Publication number: DE20218204U1
Application number: DE20218204U
Authority: DE
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2012-11-23

Description

SICK AG
Sebastian-Kneipp-Straße 1, 79183 Waldkirch

Halterung für Magnetfeldsensoren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur axial verstellbaren Halterung eines Sensors, insbesondere eines Magnetfeldsensors, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Magnetfeldsensoren haben sich zur genauen Positionsbestimmung durch berührungsloses Erfassen der Stellung von z. B. Pneumatik- oder Hydraulikkolben innerhalb eines Arbeitszylinders bewährt. Zu Halterung der Sensoren sind an den Au-0 ßenflachen des Gehäuses des Arbeitszylinders Führungsnuten angebracht, in welchen die Magnetfeldsensoren axial verstellbar gehalten sind. In einer gewünschten Position in Längsrichtung der Nut können die Sensoren über geeignete Mittel, beispielsweise Schrauben, arretiert werden.

5 Eine derartige Halterung von Magnetfeldsensoren an einem Arbeitszylinder ist aus der DE 44 35 671 A1 bekannt. Der darin beschriebene Magnetfeldsensor hat im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt und wird in einer zylindrischen Nut mit entsprechendem kreisförmigen Querschnitt, die nach außen offen ist, also in einer C-Nut, gehalten.

Um diesen Magnetfeldsensor in die C-Nut einzuführen, ist es notwendig, diesen über das offene stirnseitige Ende in die Führungsnut einzuschieben. Innerhalb der Nut kann der Sensor dann verschoben und anschließend positioniert werden. Wenn dieser Sensor wieder aus der C-Nut entfernt werden muss, ist dies nur in umge-

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kehrter Weise durch Herausschieben des Sensors aus dem offenen Stirnende möglich. Diese Ein- bzw. Ausbauart des Sensors am Gehäuse eines Arbeitszylinders ist besonders dann von Nachteil, wenn innerhalb einer Führungsnut gleichzeitig mehrere Magnetfeldsensoren positioniert sind, weil diese dann seriell nacheinander hinein- bzw. aus der Führungsnut herausgeschoben werden müssen.

Aus der DE 196 43 413 und DE 196 53 222 sind deshalb Magnetfeldsensoren bekannt, welche einen derartigen Querschnitt aufweisen, dass sie an jeder beliebigen Stelle in eine Führungsnut, die als T-Nut ausgebildet ist, eingesetzt werden können.

Dazu haben die Magnetfeldsensoren einen ovalartigen Querschnitt, so dass sie über ihre Schmalseite in eine Führungsnut eingesetzt und nach dem Einsetzen in der Führungsnut gedreht werden können. In dieser Stellung können sie nicht mehr aus der T-Nut herausfallen, sondern nur noch in Längsrichtung verschoben werden. In einer gewünschten Position können die Sensoren arretiert werden. Die Arretierung des Magnetfeldsensors erfolgt dadurch, dass mittels einer Feststellschraube, welche sich am Nutboden abstützt, der Sensor gegen die Nutschulter gepresst wird. Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist jedoch, dass durch die zwangsläufig vorhandenen mechanischen Toleranzen der Führungsnut und die Toleranzen im Querschnitt des Magnetfeldsensors, der Luftabstand des Sensors 0 zum Arbeitszylinder im Gehäuse verändert wird. Diese Abstandsveränderung führt zwangsläufig zu einer Magnetfeldänderung, die sich hinsichtlich der Funktionsgenauigkeit des Sensors negativ auswirkt. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die Magnetfeldsensoren, bei dieser Art der Arretierung mittels der Feststellschraube mechanisch belastet werden, was zum Verbiegen oder gar zur Beschädi-5 gung der Magnetfeldsensoren führen kann.

Um hier eine Abhilfe zu schaffen, wurde mit dem deutschen Gebrauchsmuster 202 04 874 vorgeschlagen, eine Feststellschraube vorzusehen, die zur Arretierung des Sensors herausgedreht wird, so dass der Sensor gegen den Nutboden ge-0 drückt wird, während der Schraubenkopf sich an Nutschultern der T-Nut abstützen kann. Nachteilig daran ist, dass die Größe und insbesondere der Durchmesser des Schraubenkopfes an die Nutgröße, insbesondere die Breite der offenen Nutseite angepasst sein muss.

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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung zur Halterung eines Sensors bereitzustellen, die eine Festlegung ein- und desselben Sensors in unterschiedlich große Führungsnuten ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

In bekannter Weise weist die Führungsnut Hinterschneidungen auf durch die Nutschultern gebildet sind. Es kann sich beispielsweise um eine T-Nut handeln. Durch die offene Nutoberseite ist der Sensor in die Nut einsetzbar und nach Drehung um seine Längsachse in der Führungsnut platzierbar. Zur Festlegung des Sensors ist eine in das Gehäuse des Sensors eingreifende Feststellschraube vorgesehen, deren Schraubenkopf sich bei Drehung der Schraube an den Nutschultern abstützt und dadurch den Sensor gegen den Nutboden verspannt festlegt. Erfindungsgemäß weist der Schraubenkopf weiter eine umlaufende Einkerbung auf.

Die Wirkung und damit der besondere Vorteil der Einkerbung kann wie folgt beschrieben werden: Der Schraubenkopf muss selbstverständlich immer so groß sein, dass er sich gegen die Nutschultern abstützen kann, d.h. der Durchmesser des Schraubenkopfes muss größer sein als die Breite der offenen Nutoberseite. Wenn derselbe Sensor aber in Nuten mit kleineren Breiten eingesetzt werden soll, kann bei kleiner werdender Breite ab einer bestimmten Breite der Sensor zum Einsetzen in die Nut durch die offene Nutseite nicht mehr gedreht werden, wenn die erfindungsgemäße Einkerbung nicht vorhanden wäre, da dann der Schraubenkopf an den Nutschultern anstoßen würde. Selbstverständlich beeinflusst auch die Nuttiefe die Möglichkeit den Sensor in der Nut zu drehen. Die Einkerbung bewirkt nun, dass der Sensor auch in Nuten mit sehr kleinen Abmessungen einsetzbar ist und somit in Nuten mit offenen Nutoberseiten unterschiedlicher Breite eingesetzt werden kann.

Die Einkerbung ermöglicht es den gleichen Sensor in Nuten unterschiedlichster Breiten und Tiefen einzusetzen und insbesondere in sehr knapp bemessenen Nuten einzusetzen. Es kann somit für unterschiedlich große Nuten ein und dieselbe Sen-

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sorgröße mit Feststellschraube eingesetzt werden, was die Variantenvielfalt und letztendlich die Kosten reduziert.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Bevorzugt weist der Schraubenkopf eine linsenähnliche Form auf. Dadurch wird beim Feststellen des Sensors auch eine gewisse zentrierende Wirkung auf den Sensor in Richtung quer zur Nutlängsrichtung erzielt.

Da in der Regel bei einer Schraubbefestigung ein Festziehen durch Drehung der Schraube im Uhrzeigersinn stattfindet, ist es von Vorteil, bei der Verbindung von Schraube und Buchse ein Linksgewinde zu verwenden, weil damit bei Rechtsdrehung der Linsenkopfschraube die Klemmfunktion eingeleitet wird.

Wenn der Schraubenkopf in der Mitte erhöht ausgebildet ist, kann eine Innensechskant-Ausnehmung vorgesehen sein, die eine ausreichende Festigkeit aufweist, so dass die Feststellschraube mit einem Innensechskantschlüssel bedient werden kann. Zusätzlich kann der Schraubenkopf einen Schlitz für einen Schraubendreher 0 aufweisen.

Magnetfeldsensoren der vorgenannten Art sind in vielen Anwendungsfällen relativ klein ausgebildet, so dass vorteilhafterweise das Anschlusskabel in dem Sensor an einem ersten Stirnende angeordnet ist und die Feststellschraube nahe der anderen 5 Stirnseite angebracht ist, so dass die Schraube einen möglichst großen Durchmesser haben kann und damit ausreichend Festigkeit hat.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen: 30

Fig. 1 eine stirnseitige Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem in einer Führungsnut festgelegten Sensor;

Hg. 2 eine perspektivische Darstellung einer Feststellschraube einer erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt der Feststellschraube aus Fig. 1; 5

Fig. 4a-e eine stirnseitige Ansicht eines in eine schmale Führungsnut eingesetzten Sensors zu verschiedenen Zeitpunkten beim Einsetzen;

Fig. 5 eine Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Feststellschraube;

Fig. 6 einen Querschnitt der Feststellschraube aus Fig. 5.

In einer erfindungsgemäßen Anordnung 10₁ die in Figur 1 in einer stirnseitigen Ansieht dargestellt ist, ist ein Sensor 12, vorzugsweise ein Magnetfeldsensor, in einer Nut 14 mittels eines Feststellmittels, vorzugsweise eine Feststellschraube 16, axial verstellbar gehalten. Die Nut 14 erstreckt sich in Längsrichtung, die senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 liegt. Der Sensor 12 ist deshalb vorzugsweise zylindrisch ausgebildet. Die Nut 14 weist einen Nutboden 17, Nutwände 18 und eine sich in Längsrichtung der Nut 14 erstreckende Nutöffnung 20 auf. Die Nutwände 18 weisen Hinterschneidungen 22 auf, wodurch längsseits der Nutöffnung 20 Nutschultern 24 gebildet sind. Die Feststellschraube 16 ist über ihr Gewinde 26 in ein Gehäuse des Sensors 12 eingeschraubt. Der Schraubenkopf 28 der Feststellschraube 16 hat einen Durchmesser, der größer ist als die Breite B der Nutöffnung 20. Im Quer-5 schnitt hat der Schraubenkopf 28 eine linsenähnliche Form (Fig. 3).

Bei in die Nut 14 eingesetztem Sensor 12 und Herausdrehen der Feststellschraube 16 aus dem Sensor 12, stützt sich der Schraubenkopf 28 an die Nutschultern 24 ab, wodurch der Sensor 12 gegen den Nutboden 17 verspannt wird und insgesamt der 0 Sensor 12 in der Nut 14 festlegbar ist. Diese Situation ist in Fig. 1 dargestellt.

Da zumindest der Durchmesser des Schraubenkopfes 28 größer ist als die Breite B der Nutöffnung 20, kann der Sensor 12 nur wie folgt beschrieben, in die Nut 14 eingesetzt werden: Mit seiner Schmalseite 30 voran wird der Sensor 12 durch die Nut-

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öffnung 20 in die Nut 14 eingeführt und dann in der Nut 14 um seine Längsachse gedreht, so dass er dann in einer Position, wie sie in Figur 1 gezeigt ist, zu liegen kommt. Zum Feststellen kann danach die Feststellschraube 16, wie oben beschrieben, gedreht werden.
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Vorzugsweise weist die Feststellschraube ein Linksgewinde auf, so dass durch Rechtsdrehung der Feststellschraube 16 der Sensor festgelegt wird.

Die Feststellschraube 16 ist erfindungsgemäß ausgebildet, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Die Schraube 16 umfasst einen Schraubenschaft 32, den Schraubenkopf 28 und einen Schlitz 43 in dem Schraubenkopf 28 zur Betätigung der Schraube 16 mittels eines Schraubendrehers.

Erfindungsgemäß weist der Schraubenkopf 28 eine umlaufende Einkerbung 36 auf, deren Bedeutung anhand der Figuren 4a-e erläutert wird. Dabei wird auch die Tiefe und Position der Einkerbung 36 auf dem Schraubenkopf 28 erläutert.

In den Figuren 4a-e ist die erfindungsgemäße Anordnung 10 dargestellt, wobei die Nut 14 in diesem Ausführungsbeispiel sehr knapp bemessen ist relativ zum Sensor 12, also beispielsweise schmaler ausgebildet ist, als die Nut 14 aus Figur 1. Figuren 4a-e zeigen einzelne Phasen des Einsetzens des Sensors 12 in die Nut 14.

In Figur 4a ist der Sensor bereits mit seiner schmalen Seite durch die Öffnung 20 in die Nut 14 eingeführt worden und bereits ein wenig um seine Längsachse gedreht worden.

In Figur 4b ist eine Phase dargestellt, in der der Sensor 12 um einen kleinen Winkel weitergedreht worden ist, wobei zu erkennen ist, dass die Nut 14 derart knapp bemessen ist, dass der Sensor 12 beide Nutschultern 24 und den Nutboden 17 berührt.

Dies gilt auch für die Phase, die in Figur 4c dargestellt ist, in der der Sensor 12 um einen weiteren kleinen Winkel gedreht wurde.

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Aus Figur 4d schließlich ist die Funktion der umlaufenden Einkerbung 36 zu erkennen, denn ohne die Einkerbung würde der Schraubenkopf 28, der in den Sensor 12 eingeschraubten Feststellschraube 16, an die Nutschultern 24 anstoßen und nicht weiter verdreht werden können und damit nicht in die Nut 14 hineinpassen. Die Einkerbung 36 ermöglicht es jedoch, dass der Sensor 12, wie in Figur 4e gezeigt, weiter verdreht werden kann, so dass er schließlich seine exakte Position einnehmen kann, die der in Figur 1 dargestellten entspricht. Durch Drehen der Feststellschraube 16 schließlich kann der Sensor festgelegt werden.

Aus der Beschreibung zu den Figuren 4a-e dürfte hervorgehen, dass die Position der Einkerbung 36 auf dem Schraubenkopf 28 von verschiedenen Faktoren abhängig ist, nämlich von der Nuttiefe, der Größe der Nutschultern, also der Nutöffnung 20 und der Größe des Sensors 12 bzw. des Schraubenkopfes 28.

Auch die Querschnittsform der Einkerbung 36 kann unterschiedlich ausgebildet sein. So kann die Einkerbung 36, wie in Figur 3 dargestellt, als relativ kleine Rille ausgebildet sein oder, wie in der Figur 6 anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels der Feststellschraube 16 zu erkennen, als im Querschnitt relativ breite Vertiefung ausgebildet sein.

Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte weitere Ausführungsform der Feststellschraube 16 ist in der Mitte erhöht ausgebildet, um genügend Festigkeit zu erhalten für eine Innensechskantöffnung 38, so dass die Feststellschraube 16 auch mit einem Innensechskantschlüssel betätigt werden kann.

Claims

1. Anordnung zur axial verstellbaren Halterung eines zylindrischen Sensors (12) innerhalb einer Nut (14), die Hinterschneidungen (22) aufweist und der Sensor (12) durch eine Nutöffnung (20) in die Nut (14) einsetzbar und nach Drehung um seine Längsachse in der Nut (14) platzierbar ist, mit einer in ein Gehäuse des Sensors (12) eingreifenden Feststellschraube (16), deren Schraubenkopf (28) sich bei Drehung der Schraube (16) an durch die Hinterschneidungen (22) gebildete Nutschultern (24) abstützt und dadurch den Sensor (12) gegen den Nutboden (17) verspannt hält, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (28) eine umlaufende Einkerbung (36) aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (28) eine linsenähnliche Form aufweist.

3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellschraube (16) ein Linksgewinde aufweist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (28) in der Mitte erhöht ausgebildet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (28) einen Schlitz (34) für einen Schraubendreher und eine Innensechskantöffnung (38) aufweist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusskabel in dem Sensor an einem ersten Stirnende angeordnet ist und die Feststellschraube nahe der anderen Stirnseite angebracht ist.