CN100484373C - 用于测量变送器外壳的扭转固定零件 - Google Patents

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Abstract

为了将测量变送器外壳(1)相对于所述测量变送器外壳所旋至的传感器元件(2)而扭转地固定，提供轴向止块，从而将测量变送器外壳(1)相对于传感器元件(2)的轴向位置限制于由轴向止块定义的两个极限位置之间的区域。优选地，轴向止块由环(3)形成，该环(3)与传感器元件(2)的圆周表面中的环形槽(22)以及变送器外壳的圆柱形开口中的环形槽(14)啮合。

Description

用于测量变送器外壳的扭转固定零件
技术领域
本发明涉及扭转固定零件，其可以用于例如测量变送器的电子仪器的外壳。
背景技术
这种外壳通常体现为两部分，外壳的第一部分可通过预定的角范围相对于第二部分扭转，以将第一外壳部分上排列的例如显示或操作元件旋转入期望的方位。由于电缆通常在第一和第二外壳部分之间延伸，所以必须限定角范围，以防止与其相连的电缆或部件的损坏。
受让人的差压变送器名为“Deltabar”，其具有以下所述的扭转固定零件。第一外壳部分具有管状的第一连接法兰，该第一连接法兰带有内螺纹，该内螺纹旋至第二外壳部分的互补的第二连接法兰的外螺纹。止动销从第二连接法兰的圆柱形圆周表面，在与第一连接法兰轴向分离的部分中径向向外延伸。在第一连接法兰旋至第二连接法兰之后，金属舌被安装在第一连接法兰的圆周表面上。金属舌在轴向上延伸跨过第一连接法兰并且在轴向上重叠止动销。结果，第二连接法兰相对于第一连接法兰的扭转在两个方向上都由金属舌在止动销上的撞击而限定。
尽管这样描述的扭转固定零件是可靠的，但是还需要考虑它的制造和安装。
所述的问题不仅涉及压力传感器，而且非常通常的，还涉及工业过程测量技术的所有传感器，尤其是流速传感器、粘度传感器、料位传感器、pH传感器和其它电位传感器、温度传感器、湿度传感器、气体传感器和浊度传感器。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于将设备的部件，特别是外壳部件，旋接在一起的扭转固定零件或扭转挡板零件。
本发明公开了一种用于电子设备的外壳元件的扭转固定零件，其中外壳元件具有在其外表面上形成的第一螺纹，并且该电子设备还包括第二元件，该第二元件具有在其内表面上形成的第二螺纹，该第二螺纹与第一螺纹互补并通过将第二元件旋入外壳元件而与第一螺纹啮合。外壳元件和第二元件可以围绕两条螺纹的轴相对于彼此扭转，并且扭转导致它们的相对轴向位置由于螺距而改变。扭转固定零件将外壳元件相对于第二元件的扭转限定在一个角范围。扭转固定零件包括止动环，其与径向向外延伸的第一槽和径向向内延伸的第二槽啮合，其中第一槽位于外壳元件中的圆柱形开口的圆周表面中，并且第二槽位于第二元件中的圆柱形部分的圆周表面中，圆柱形部分这样位于圆柱形开口中，使得第一槽与第二槽在轴向上至少部分重叠；其中止动环的上端面和下端面以及约束第一和第二槽的径向级共同限定两个轴向止块，其中当止动环的上端面毗邻第一槽的上径向级且止动环的下端面毗邻第二槽的下径向级时达到第一止块，当止动环的上端面毗邻第二槽的上径向级且止动环的下端面毗邻第一槽的下径向级时达到第二止块，从而外壳元件相对于第二元件的轴向位置被限制在由轴向止块确定的两个极限位置之间的范围。
根据本发明还公开了另一种用于电子设备的外壳元件的扭转固定零件，其中外壳元件具有第一螺纹，并且该电子设备还包括第二元件，其具有与第一螺纹互补并与其啮合的第二螺纹。其中外壳元件和第二元件可以围绕两条螺纹的轴相对于彼此扭转，并且扭转导致它们的相对轴向位置由于螺纹的螺距而改变。扭转固定零件将外壳元件相对于第二元件的可扭转性限定在一个角范围。扭转固定零件包括：环形槽，其位于第二元件的圆柱形部分并且径向向内延伸，其中环形槽在轴向上由第一和第二径向级限定；和销或突起，其与不具有槽的元件固定连接并且径向向内或径向向外突出入槽中；第一和第二径向级分别用作对于销或突起的轴向止动面，其中与槽啮合的销或突起限定两个轴向止块，使得外壳元件相对于第二元件的轴向位置被限制在由轴向止块确定的两个极限位置之间的范围。
优选的，还这样设置轴向止块，使得极限位置之间的差等于在给定螺距的情况下，将外壳元件相对于第二元件扭转最大允许扭转角而引起的轴向偏移。
轴向止块优选地在元件，即外壳元件或第二元件，的至少一个上具有优选为旋转对称的轴向止动面，其用作止动或耦合元件的止动，以这样的方式将与其它元件耦合，使得止动元件相对于其它元件的运动自由度至少在轴向上受到限制。运动自由度的限制可以类似地由其它元件上的轴向止动面保证，或者止动元件可以固定地与其它元件相连。
特别地，轴向止动面可以由两个同轴圆柱形部分之间的轴向级形成。为此，外壳元件的圆周表面，或者第二元件的圆周表面，可以具有这种圆柱形部分。特别地，外壳元件或第二元件的圆柱形部分的圆周表面可以具有环形槽，其径向向内延伸，并且在轴向方向上由第一和第二径向级限定，其中第一和第二径向级各自用作两个轴向止块之一的轴向止动面。
类似地，外壳元件或第二元件可以包括至少一个具有不同半径的圆柱形部分的开口，其旋转轴与螺纹的轴对齐，在不同半径的至少两个部分之间形成径向级，其用作扭转固定零件的轴向止块的轴向止动面。特别地，可以在外壳元件或第二元件的圆柱形开口的圆周表面中提供环形槽，其径向向外延伸并且在轴向方向上由第一和第二径向级约束，第一和第二径向级各自用作两个轴向止块之一的轴向止动面。
为了用作止动部件，可以提供销或突起，其固定地与其它元件，即不具有槽的元件，相连并且径向向内或径向向外突出入槽中。
当前特别优选的是以下实施例形式，其中止动环与第一径向向外延伸的槽以及第二径向向内延伸的槽啮合，其中第一槽位于外壳元件或第二元件中圆柱形开口的圆周表面中，并且其它元件具有圆柱形部分，第二槽位于该圆柱形部分的圆周表面中，圆柱形部分以这样的方式位于圆柱形开口之中，使得第一槽在轴向上至少部分重叠第二槽。
在特别优选的实施例形式中，止动环是弹簧环或者径向可弯曲的环形垫圈。
优选地，止动环包括比其中形成槽的材料更软的材料。例如，外壳元件和第二元件可以至少部分地由金属，特别是钢、铸铁或铝制成，而止动环优选地由合成材料，特别是人造橡胶或热塑材料制成。
在当前优选的实施例形式中，外壳元件与第二元件之间在插入止动环的情况下的旋接是不可逆的，使得如果不破坏止动环就不可能解除该旋接。于是，止动环可以起到密封的作用，它的完整性可以例如是保证性能的首要条件。
止动环的轴向尺寸，即特别是其材料厚度，优选地这样匹配第一和第二槽的宽度，使得第一和第二槽的宽度之和减去轴向尺寸的二倍等于在给定的螺距处外壳元件相对于第二元件旋转最大允许扭转角而得到的轴向偏移。
最大扭转角不应大于720°，即两整圈。在当前优选的实施例形式中，最大扭转角为360°。这样，外壳元件和第二元件可以相对彼此呈现任何定位。这对于外壳元件具有对于操作者适宜地定位的显示域和/或操作元件的实施例形式，特别重要。
为了应用于过程测量技术，外壳元件优选地包括测量变送器外壳，其具有第二元件，该第二元件优选地具有连接适配器或传感器外壳，用于连接至测量变送器外壳。
附图说明
现在根据附图中所示的实施例详细解释本发明，附图中：
图1是本发明的设备的透视图，该设备包括测量变送器和传感器；
图2是本发明的设备的纵向详细视图，显示了测量变送器外壳和传感器外壳之间的连接；和
图3是本发明的设备的止动环。
具体实施方式
图1所示的测量变送器外壳1具有鼓状外壳部分11，其中通常放置电子部件，特别是用于数据通信的部件。在鼓状外壳部分11的圆周表面中提供开口，其由基本为管状的连接法兰10定义，传感器元件2旋入该连接法兰10。因为本发明并不关注传感器元件2的内部结构，这个传感器元件2在图1中以实线框描绘。传感器元件2具有至少部分圆柱形的变送器连接20，其旋入管状连接法兰10的开口中。为此，在变送器连接20的圆周表面上提供螺纹部分，其与连接法兰10的内壁上的互补内螺纹13啮合。在这个实施例中，传感器元件2还具有圆柱形过程连接插头21，其圆周表面具有螺纹，传感器元件可以通过该螺纹固定至例如管道中合适的容器或开口。对于本领域技术人员，很明显要提供合适的密封，但是本发明不必对此细述。
测量变送器外壳1在鼓状外壳部分11的一个端面上具有显示域12。为了能够将该显示域转向任意定位，测量变送器外壳必须可以相对于传感器元件2扭转。然而，例如为了避免损坏从传感器元件2延伸入变送器外壳1的电缆，可扭转性限于较小的角范围。这由本发明的扭转固定零件保证，其使用两个轴向止块将变送器外壳1相对于传感器元件2的轴向位置限定至当变送器外壳1围绕螺纹轴旋转最大允许旋转角时基于内螺纹13的螺距所覆盖的范围。
图2显示了变送器外壳1的鼓状连接法兰10的两个纵向视图，传感器元件2的变送器连接20已经旋入该法兰10。每一视图显示了不同轴位置中的变送器连接20。
管状连接法兰10在其内壁中具有径向向外延伸的第一环形槽14。第一环形槽14由两个径向级约束，这两个径向级相互之间的轴向分离定义了第一环形槽14的宽度B1。以相似的方式，变送器连接20在其圆周表面上具有环形槽22，其径向向内延伸。第二环形槽22类似地由两个径向级约束，这两个径向级相互之间的轴向分离定义了第二环形槽22的第二宽度B2。
限定第一和第二环形槽的径向级用作止动环3的轴向止动面。止动环3是环形垫圈并且是径向可弯曲的。止动环3与第一环形槽14和第二环形槽22都啮合，即，止动环3的外半径Ro大于连接法兰10在第一环形槽14径向向外延伸的部分中的内壁的半径，并且止动环3的内半径Ri小于连接法兰20在第二环形槽22径向向内延伸的部分中的圆周表面的半径。
止动环3具有上端面30和下端面31，它们优选地至少部分地相互平行。端面30、31和轴向止动面一起形成轴向止块，用于限制变送器外壳1相对于传感器元件2的运动。下面描述轴向止块的效果。这里的概念“上”或“下”是指朝向或远离过程连接的方向。
图2的a)部分显示了变送器外壳1已经达到相对于传感器元件2的下极限位置的情况。在这个情况中，下端面31的内部区域碰撞毗邻第二环形槽22的下轴向止动面，并且上端面30的外部区域碰撞毗邻第一环形槽14的上轴向止动面。
图2的b)部分显示了变送器外壳1已经达到相对于传感器元件2的上极限位置的情况。在这个情况中，下端面31的外部区域碰撞毗邻第一环形槽14的下轴向止动面，并且上端面30的内部区域碰撞毗邻第二环形槽22的上轴向止动面。
止动环3在第一环形槽的区域中具有第一轴向厚度T1，并且在第二环形槽的区域中具有第二轴向厚度T2。在当前的优选实施例形式中，第一轴向厚度T1等于第二轴向厚度T2(T1＝T2＝T)。然而，原理上，它们可以不相同。止动环的第一轴向厚度T1和第二轴向厚度T2以及第一环形槽的第一宽度B1和第二环形槽的第二宽度B2相互之间保持以下关系：
(B1-T1)+(B2-T2)＝S(φmax)，
其中S(φmax)是螺纹13在变送器外壳1扭转最大扭转角φmax时的轴向偏移。对于T1＝T2＝T，
B1+B2-2T＝S(φmax)。
在当前优选实施例形式中，最大扭转角φmax约为360°。在这种情况中，变送器外壳1可以采取相对于传感器元件2的任一可能定位，并且在传感器元件2和变送器外壳1之间延伸的连接电缆最多一次旋转。
图3所示的止动环3在其上端面30的外边缘上具有倾斜面34。另外，环被狭缝33打断，以便于在传感器元件2上安装变送器外壳1。这个实施例形式的止动环优选地由弹性材料制成。为了安装，首先将弹性止动环3安装在第二环形槽22中。然后，将变送器外壳1旋至传感器元件2上，令止动环3由连接法兰10的内壁完全压入第二环形槽22，直至第一环形槽14充分重叠第二环形槽22，使得止动环3可以回弹并啮合第一环形槽14，从而完成扭转固定零件。
图3中所示的突起35是可选零件，用于固定止动环相对于变送器外壳1的旋转。然而，这个零件对于本发明不是关键的。在包含这个零件的实施例形式中，在连接法兰10的内壁中提供轴向上的槽，用于以足够的轴向间隙容纳突起。
另一实施例形式与上面所述的不同在于，没有提供止动环和第一槽。代替它们的是，至少一个止动体，例如止动销，固定连接至连接法兰20并且延伸入第二环形槽。在这个情况中，止动体的第二宽度和轴向尺寸之间的差确定了在变送器主体扭转最大角的情况中的螺纹偏移。
止动销可以例如以螺栓的形式提供，连接法兰10的圆周表面中的径向穿越的螺孔重叠第二环形槽时，其旋入该螺孔。可选的，可以提供紧固螺丝，其固定变送器外壳相对于传感器元件的优选定位。用于接收紧固螺丝的径向螺孔可以特别地以通过止动销的同轴螺孔的形式提供。

Claims (8)

1.一种用于电子设备的外壳元件(1)的扭转固定零件，其中，
外壳元件(1)具有在其内表面上形成的第一螺纹，并且该电子设备还包括第二元件(2)，该第二元件具有在其外表面上形成的第二螺纹(13)，该第二螺纹与第一螺纹互补并通过将第二元件旋入外壳元件(1)内而与第一螺纹啮合；
其中外壳元件和第二元件可以围绕两条螺纹的轴相对于彼此扭转，并且扭转导致它们的相对轴向位置由于螺纹的螺距而改变；
其中，扭转固定零件将外壳元件相对于第二元件的可扭转性限定在一个角范围，
其特征在于，
扭转固定零件包括止动环(3)，其与径向向外延伸的第一槽(14)和径向向内延伸的第二槽(22)啮合，其中第一槽位于外壳元件(1)中的圆柱形开口的圆周表面中，并且第二槽(22)位于第二元件中的圆柱形部分的圆周表面中，所述圆柱形部分这样位于所述圆柱形开口中，使得第一槽与第二槽在轴向上至少部分重叠；其中止动环的上端面和下端面以及约束第一和第二槽的径向级共同限定两个轴向止块，其中当止动环的上端面毗邻第一槽的上径向级且止动环的下端面毗邻第二槽的下径向级时达到第一止块，当止动环的上端面毗邻第二槽的上径向级且止动环的下端面毗邻第一槽的下径向级时达到第二止块，从而外壳元件相对于第二元件的轴向位置被限制在由轴向止块确定的两个极限位置之间的范围。
2.如权利要求1所述的扭转固定零件，其中这样设置止动环(3)、径向向外延伸的第一槽(14)和径向向内延伸的第二槽(22)，使得极限位置之间的差等于在给定螺距下，将外壳元件(1)相对于第二元件(2)扭转最大允许扭转角而引起的轴向偏移。
3.如权利要求1所述的扭转固定零件，其中止动环(3)包括环形垫圈。
4.如权利要求3所述的扭转固定零件，其中环形垫圈是径向可弯曲的。
5.如权利要求1所述的扭转固定零件，其中第二槽在轴向上具有第一宽度，第一槽在轴向上具有第二宽度，其中这样选择止动环的轴向厚度，使得第一宽度和第二宽度之和减去轴向厚度的二倍等于在给定的螺距处外壳元件相对于第二元件扭转最大允许扭转角而得到的轴向偏移。
6.如权利要求1所述的扭转固定零件，其中第二元件(2)包括传感器元件。
7.如前述任一权利要求所述的扭转固定零件，其中外壳元件(1)包括测量变送器外壳，并且第二元件(2)包括工业过程测量传感器。
8.如权利要求7所述的扭转固定零件，其中所述工业过程测量传感器是压力传感器、流速传感器、粘度传感器、料位传感器、pH传感器或其它电位传感器、温度传感器、湿度传感器、气体传感器或浊度传感器。
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