DE102004033477A1

DE102004033477A1 - Attachment and adjustment device for sensors and measurement sensors on machines has connecting element with two clamping jaws that work together to engage object in manner of ball cup and connecting element pivotable relative to object

Info

Publication number: DE102004033477A1
Application number: DE200410033477
Authority: DE
Inventors: Bernd Jenne
Original assignee: Baumer Electric AG
Current assignee: Baumer Electric AG
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2004-07-10
Publication date: 2005-05-19
Also published as: CH696728A5

Abstract

The device (1) has a connecting and holding element (3) with a ball head holder for jointed connection of the sensor or measurement sensor to an object. The connecting element has two clamping jaws that work together to engage the object in the manner of a ball cup and the connecting element is pivotable relative to the object.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Befestigungs- und Justiervorrichtung für Sensoren und Messfühler gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.object The invention is a fastening and adjusting device for sensors and sensor according to Preamble of claim 1.

Um Sensoren und Messfühler an geeigneter Stelle auf einer Maschine, einer Versuchsanordnung und dergleichen befestigen und zudem exakt justieren bzw. ausrichten zu können, wird eine Halterung benötigt, die nicht nur eine einzige Befestigungsstellung zulässt, sondern vorzugsweise in allen Richtungen ein- und verstellbar ist.Around Sensors and sensors at a suitable location on a machine, a test arrangement and attach the same and also exactly adjust or align to be able to if a bracket is needed, which not only allows a single attachment position, but preferably is adjustable and adjustable in all directions.

Aus der DE-U1 200 19 722 ist eine solche Befestigungsvorrichtung bekannt. Sie umfasst eine Sensorhalterung und ein Anschlusselement zur Befestigung der Sensorhalterung an einem Gegenstand. Dazu wird vorgeschlagen, an der Sensorhalterung, welche eine Platte zur Befestigung des Sensors umfasst, fest eine Kugel anzuordnen, welche im Anschlusselement schwenkbar gehalten ist. Das Anschlusselement umfasst eine kreisrunde Öffnung zur Aufnahme der Kugel und eine Spannschraube zum Klemmen der Kugel durch Zusammendrücken der kreisrunden Öffnung. Die Spannschraube dient zugleich zum Befestigen des Anschlusselements an einem Gegenstand, z.B. am Gestell eines Apparates. Diese bekannte Befestigungsvorrichtung kann somit einen Sensor oder Messfühler an einer dafür vorgesehenen, mit einer Gewindebohrung versehenen Stelle am Gegenstand festhalten. Am Gegenstand muss dazu immer eine mit der Spannschraube übereinstimmende Gewindebohrung vorgesehen sein. Eine andere Befestigungsmöglichkeit, z.B. an einem Stativ, wie es bei Versuchsanordnungen häufig Verwendung findet, oder an einer Profilschiene mit Nut, wie sie ebenfalls bei Versuchsanordnungen benutzt wird, ist nicht möglich. Weiter nachteilig erweist sich der eingeschränkte Einstellbereich. Dieser Nachteil bewirkt, dass diese bekannte Vorrichtung nicht universell einsetzbar ist.Out DE-U1 200 19 722 discloses such a fastening device. It includes a sensor holder and a connection element for attachment the sensor holder on an object. It is suggested on the sensor holder, which comprises a plate for mounting the sensor, firmly to arrange a ball which pivots in the connection element is held. The connection element comprises a circular opening for receiving the ball and a clamping screw for clamping the ball by squeezing the circular opening. The clamping screw also serves to fasten the connection element on an object, e.g. on the frame of an apparatus. This known Fastening device can thus a sensor or sensor on one for that provided, provided with a threaded hole on the object hold tight. The object must always have a matching with the clamping screw Tapped hole should be provided. Another way of fixing, e.g. on a tripod, as often used in experimental arrangements finds, or on a rail with groove, as they also in Experimental arrangements is not possible. Next disadvantageous proves the limited Setting. This disadvantage causes this known device not universally applicable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer Befestigungs- und Justiervorrichtung für Sensoren und Messfühler, welche mit Stativstangen, Profilschienen und dergleichen verbunden werden kann und einen gegenüber der bekannten Vorrichtung grösseren Einstellbereich aufweist.task The present invention therefore provides the creation of an attachment and adjusting device for Sensors and sensors, which connected with support rods, rails and the like can be and one opposite the known device larger Setting range has.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Befestigungs- und Justiervorrichtung gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen umschrieben.Is solved this object by a fastening and adjusting device according to the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims circumscribed.

Es gelingt auf einfache und kostengünstige Weise, mit der erfindungsgemässen Befestigungs- und Justiervorrichtung einen Sensor oder Messfühler sowohl an Stangen, Platten und kugelförmigen Teilen zu befestigen und zu justieren. Die Schlitze in den Backen erlauben es, den Kugelbolzen über einen Schwenkbereich von 180° zu bewegen.It succeeds in a simple and cost-effective manner, with the inventive Mounting and adjusting device a sensor or sensor both on rods, plates and spherical Parts to attach and adjust. The slits in the cheeks allow it, the ball stud over a swivel range of 180 ° move.

Anhand zweier illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigenBased two illustrated embodiments the invention will be closer explained. Show it

1 eine Explosionsdarstellung der Befestigungsvorrichtung und einen Kugelkopfbolzen, 1 an exploded view of the fastening device and a ball stud,

2 eine Aufsicht auf die Befestigungsvorrichtung, 3 eine Ansicht der Befestigungsvorrichtung von vorne, befestigt am Kugelkopfbolzen, 2 a view of the fastening device, 3 a view of the fastening device from the front, attached to the ball stud,

4 eine Ansicht der Befestigungsvorrichtung von der Seite, befestigt am Kugelkopfbolzen 4 a view of the fastening device from the side, attached to the ball stud

5 eine perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung von oben, 6 eine perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung von unten, 5 a perspective view of the fastening device from above, 6 a perspective view of the fastening device from below,

7 eine perspektivische Darstellung der Befestigungsvorrichtung festgeklemmt an einer Stativstange und mit einer Aufnahmeplatte, 7 a perspective view of the fastening device clamped to a support rod and with a receiving plate,

8 eine Seitenansicht der Befestigungsvorrichtung gemäss 7, 8th a side view of the fastening device according to 7 .

9 eine Explosionsdarstellung der Befestigungsvorrichtung, des Kugelbolzens, der Aufnahmeplatte und eines Sensors und 9 an exploded view of the fastening device, the ball pin, the receiving plate and a sensor and

10 eine perspektivische Darstellung der in 9 dargestellten Teile zusammengefügt, 10 a perspective view of in 9 assembled parts,

11 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung mit einem darauf befestigten Sensor und mit einer Profilschiene, 11 a perspective view of the device with a sensor mounted thereon and with a rail,

12 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung mit einem Nutenstein und einer Verdrehsicherung, 12 a perspective view of the device with a sliding block and a rotation,

13 ein Vertikalschnitt durch die Vorrichtung in 12. 13 a vertical section through the device in 12 ,

In 1 ist die Befestigungsvorrichtung 1, umfassend zwei vorzugsweise identisch ausgebildete Klemmbacken, kurz Backen 3 genannt, eine Spannschraube 5 und die dazu passende Mutter 7 sichtbar. Zusätzlich ist ein Kugelbolzen 9 mit einem Gewindeabschnitt 11, einem Anschlagflansch 13 und einem Kugelkopf 15 dargestellt. Der Kugelbolzen 9 ist ein billiges Normteil. Am Anschlagflansch 13 können zwei Flachstellen 14 angebracht sein, welche eine Verdrehung in einer Nut einer Profilschiene 16 verhindern. Die beiden identisch ausgebildeten Backen 3 sind trapezförmig ausgebildet. Vorzugsweise werden die Backen 3 aus Edelstahl im Feingussverfahren hergestellt. In jeweils einer der konisch verlaufenden Seitenflächen 17 ist eine kreisabschnittförmige Ausnehmung 19 eingelassen, deren Bogenradius etwa dem Radius des Kugelkopfs 5 entspricht. Die kreisabschnittförmige Ausnehmung 19 ist durch einen parallel zu den Oberflächen der Backen 3 verlaufenden Einschnitt 21 in zwei schmale Abschnitte 19a und 19b unterteilt (vgl. 9). Der Einschnitt 21 erstreckt sich über die gesamte Breite der Backe 3 an ihrer kürzeren Basis 22. Die Breite des Einschnitts 21 ist etwas grösser als der Durchmesser d des Kugelhalses 23 zwischen dem Kugelkopf 15 und dem Anschlagflansch 13. Auf der gleichen Seitenfläche 17 wie die Ausnehmung 19 ist an der Backe 3 eine Nut 25 und daneben eine Rippe 27 ausgebildet. Beim Zusammenfügen zweier Backen 3 greift die Rippe 27 der ersten Backe 3 in die Nut 25 der zweiten Backe ein und umgekehrt. Durch diese Verzahnung sind die beiden Backen 3 gegen seitliche, d.h. vertikal zu deren Seitenflächen verlaufende Verschiebung gesichert. Die Verzahnung erlaubt es hingegen, dass durch die Spannschraube 5, welche mit Spiel durch eine parallel zur Basis 29 verlaufende Bohrung 30 geführt ist, die Backen 3 gegeneinander verschwenkbar sind. Die Schwenkachse liegt im Bereich der Nut 25 und der Rippe 27. Durch die Verschwenkbarkeit um die beiden Rippen 27 kann der Kugelkopf 15 mit dem Backen 3 in den kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 19 festgeklemmt werden. Weiter ist an der der ersten Seitenfläche 17 gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche 31 der Backe 3 eine zur Seitenfläche 31 offene Ausnehmung 33 angebracht. Die Ausnehmung 33 erfährt in einem Abstand zur Basisfläche 29 beidseitig der Ausnehmung 33 Erweiterungen 35 in Gestalt von Schlitzen 35, die parallel zur Basisfläche 29 verlaufen. Die Ausnehmung 33 mit dem darunter liegenden Schlitzen 35 dient dazu, eine Aufnahmeplatte 37 auf der Basis 29 mit einer Schraube 39 befestigen zu können. In die Schlitze 35 wird eine zur Schraube 39 passende Mutter 41 seitlich eingeschoben (vgl. 7 und 8). Sie ist dort gegen Verdrehung gesichert. Weiter ist an der Backe 3 eine Bohrung 43 angebracht, welche die Befestigung der Aufnahmeplatte 37 an deren Vorder- oder Rückseite ermöglicht. Die Grösse und Ausbildung der Aufnahmeplatte 37 ist an die Art des zu befestigenden Sensors 51 angepasst. In den 7 und 8 ist diese Befestigungsart der Aufnahmeplatte 37 in strichpunktierten Linien dargestellt. Die Befestigung der Aufnahmeplatte 37 erfolgt mit einer Schraube 39 und einer Mutter 41 (vgl. auch 9 und 10) oder mit einem Popniet (keine Abb.).In 1 is the attachment device 1 comprising two preferably identically designed clamping jaws, short jaws 3 called, a clamping screw 5 and the matching mother 7 visible, noticeable. Additionally is a ball stud 9 with a threaded portion 11 , a stop flange 13 and a ball head 15 shown. The ball stud 9 is a cheap standard part. At the stop flange 13 can have two flats 14 be attached, which is a rotation in a groove of a rail 16 prevent. The two identically designed jaws 3 are trapezoidal. Preferably, the jaws 3 made of stainless steel by investment casting. In each case one of the conical side surfaces 17 is a circular section-shaped recess 19 let in, whose radius of curvature about the radius of the ball head 5 equivalent. The circular section-shaped recess 19 is through a parallel to the surfaces of the jaws 3 running incision 21 in two narrow sections 19a and 19b divided (cf. 9 ). The incision 21 extends over the entire width of the jaw 3 on their shorter basis 22 , The width of the incision 21 is slightly larger than the diameter d of the ball neck 23 between the ball head 15 and the stop flange 13 , On the same side surface 17 like the recess 19 is on the cheek 3 a groove 25 and next to it a rib 27 educated. When joining two jaws 3 grab the rib 27 the first cheek 3 in the groove 25 the second jaw and vice versa. These teeth are the two jaws 3 secured against lateral, ie vertical to the side surfaces extending displacement. The toothing, however, allows that by the clamping screw 5 which play with through a parallel to the base 29 extending bore 30 is guided, the cheeks 3 are mutually pivotable. The pivot axis lies in the region of the groove 25 and the rib 27 , Due to the pivotability around the two ribs 27 can the ball head 15 with the baking 3 in the circular section-shaped recesses 19 be clamped. Next is at the first side surface 17 opposite second side surface 31 the cheek 3 one to the side surface 31 open recess 33 appropriate. The recess 33 experiences at a distance to the base surface 29 on both sides of the recess 33 extensions 35 in the form of slits 35 parallel to the base surface 29 run. The recess 33 with the slots underneath 35 serves to a receiving plate 37 on the base 29 with a screw 39 to be able to fasten. In the slots 35 becomes one to the screw 39 fitting mother 41 inserted laterally (see. 7 and 8th ). It is secured against twisting there. Next is the cheek 3 a hole 43 attached, which is the attachment of the receiving plate 37 allows at the front or back. The size and design of the receiving plate 37 is the type of sensor to be attached 51 customized. In the 7 and 8th is this type of attachment of the receiving plate 37 shown in dotted lines. The attachment of the receiving plate 37 done with a screw 39 and a mother 41 (see also 9 and 10 ) or with a Popniet (not pictured).

In den 7 und 8 sind die durch die Spannschraube 5 und die Mutter 7 zusammengefügten Backen 3 an einer Stange, z.B. einer Stativstange 45 befestigt. Dabei umgreifen die beiden Backen 3 im Bereich der kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 19 die Stange 45, deren Durchmesser in einem gewissen Umfang variieren kann.In the 7 and 8th are those through the clamping screw 5 and the mother 7 assembled cheeks 3 on a pole, eg a tripod pole 45 attached. The two jaws grip around here 3 in the region of the circular section-shaped recesses 19 the pole 45 whose diameter can vary to some extent.

In der Aufnahmeplatte 37 können beispielsweise, wie in 7 dargestellt, bogenförmige Schlitze 47 angebracht sein. Durch die Schlitze 47 können Befestigungsstifte 49 hindurchgeführt und mit diesen ein Sensor oder Messfühler an der Aufnahmeplatte 37 befestigt werden. Die Befestigungsstifte 49 werden durch entsprechende Muttern 53 gehalten (9 und 10). Die Schlitze 47 ermöglichen es, den Sensor 51 um einen fiktiven Drehpunkt auf der Aufnahmeplatte 37 zu schwenken und zu justieren.In the receiving plate 37 For example, as in 7 shown, arcuate slots 47 to be appropriate. Through the slots 47 can fixing pins 49 passed through and with these a sensor or probe on the receiving plate 37 be attached. The fixing pins 49 be through appropriate nuts 53 held ( 9 and 10 ). The slots 47 allow the sensor 51 around a fictitious fulcrum on the mounting plate 37 to pan and adjust.

Nachfolgend werden der Einsatzbereich und die Einstellungsmöglichkeiten der Befestigungs- und Justiervorrichtung 1 kurz erläutert. Aus den 1, 3 bis 6 ist ersichtlich, dass die Befestigungsvorrichtung 1, wenn sie auf einen Kugelbolzen 9 aufgesetzt wird, um die Achse A des Gewindeabschnitts 11 des Kugelbolzens 9 drehbar und auf dem Kugelbolzen 9 selbst fast beliebig, nämlich in einem Winkel von 180° schwenkbar ist. In jeder Schwenk- und Drehstellung lässt sich die Befestigungsvorrichtung 1 durch die Spannschraube 5 fixieren. Der Sensor 51 kann, je nach Anwendung, seitlich direkt an die Backen 3 oder auf der Basis 29 befestigt werden (keine Abbildung). Die Befestigung des Kugelbolzens 9 erfolgt mit seinem Gewindeabschnitt 11 auf einem beliebigen Gegenstand wie einem Maschinengehäuse oder -gestell, einer Wand oder am Boden etc. in einer entsprechenden Gewindebohrung oder mit einem Nutenstein 53 an einer Profilschiene 16 (11).The following is the area of application and the setting options of the fastening and adjusting device 1 briefly explained. From the 1 . 3 to 6 it can be seen that the fastening device 1 when on a ball stud 9 is placed around the axis A of the threaded portion 11 the ball stud 9 rotatable and on the ball stud 9 itself almost arbitrarily, namely at an angle of 180 ° is pivotal. In each pivoting and rotating position, the fastening device can be 1 through the clamping screw 5 fix. The sensor 51 can, depending on the application, laterally directly to the cheeks 3 or on the base 29 be attached (no picture). The attachment of the ball stud 9 takes place with its threaded portion 11 on any object such as a machine housing or frame, a wall or floor etc. in a corresponding threaded hole or with a sliding block 53 on a rail 16 ( 11 ).

Soll der Sensor 1 an einer Stativstange 45 oder einem Rohr befestigt werden, so wird an die Backen 3 eine Aufnahmeplatte 37 angeschraubt. Diese Platte 37 kann wiederum an der Basisfläche 29 oder an einer der Seitenflächen mit Schrauben 39 befestigt werden. Der Sensor 51 wird danach mit Befestigungsstiften 49 auf der Aufnahmeplatte 37 vorläufig fixiert. Die Einstellung und Justierung des Sensors 51 kann danach durch Schwenken der Befestigungsvorrichtung 1 um die Achse B der Stativstange B und Verschieben in den Schlitzen 47 auf der Aufnahmeplatte erfolgen. Die eingestellte Position des Messfühlers 1 wird durch Festziehen der Befestigungsstifte 49 und der Spannschraube 5 festgelegt. Die einmal eingestellte Position des Sensors 51 kann jederzeit durch Lösen der entsprechenden Fixierelemente geändert werden.Should the sensor 1 on a stand rod 45 or a pipe to be attached, so will the jaws 3 a receiving plate 37 screwed. This plate 37 in turn, at the base area 29 or on one of the side surfaces with screws 39 be attached. The sensor 51 afterwards with fixing pins 49 on the receiving plate 37 provisionally fixed. The adjustment and adjustment of the sensor 51 can thereafter by pivoting the fastening device 1 about the axis B of the stand rod B and moving in the slots 47 done on the receiving plate. The set position of the sensor 1 is done by tightening the fixing pins 49 and the clamping screw 5 established. The once set position of the sensor 51 can be changed at any time by loosening the corresponding fixing elements.

Claims

Fixing and adjusting device ( 1 ) For Sensors and sensors ( 51 ), comprising a connecting and holding element ( 3 ), with a ball head mount ( 19 ) for the articulated connection of the sensor or the sensor ( 51 ) with an object, characterized in that the connecting element has two cooperating clamping jaws ( 3 ), with which the object ( 3 . 45 ) and the connecting element with respect to the object ( 3 . 45 ) is pivotable.

Fastening and adjusting device according to claim 1, characterized in that the two jaws ( 3 ) by a clamping screw ( 5 ) are interconnected.

Fastening and adjusting device according to claim 2, characterized in that the two jaws ( 3 ) consist of two identical trapezoidal parts, which by the clamping screw ( 5 ) are hinged together.

Fastening and adjusting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the jaws ( 3 ) on the mutually opposite side and clamping surfaces ( 17 ) each have a circular section-shaped recess ( 19 ) exhibit.

Fastening and adjusting device according to claim 4, characterized in that the clamping surfaces ( 17 ) by a perpendicular thereto, the clamping surfaces ( 17 ) penetrating incision ( 21 ) are divided into two circular section clamping surfaces.

Fastening and adjusting device according to one of claims 4 and 5, characterized in that on the opposite side and clamping surfaces ( 17 ) one rib each ( 27 ) and a groove ( 25 ) are formed, which the two jaws ( 3 ) cling to each other articulated.

Fastening and adjusting device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the clamping screw ( 5 ) in a parallel to the end face of the jaw ( 3 ) running bore ( 30 ) is held with game.

Fastening and adjusting device according to one of claims 1 to 7, characterized in that on each jaw ( 3 ) in the first side surface serving as a clamping surface ( 17 ) opposite second side surface ( 31 ) a laterally open recess ( 33 ) into which a screw ( 39 ) with Mother ( 41 ) for attaching the sensor ( 51 ) or a receiving plate ( 37 ) is inserted laterally.

Fastening and adjusting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that between the jaws ( 3 ) a ball head ( 15 ) of a ball stud ( 9 ) is held clamped and that at the threaded portion ( 11 ) of the ball stud ( 9 ) a sliding block ( 53 ) for clamping the ball stud ( 9 ) on a profiled rail ( 16 ) is screwed on.