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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung
mindestens einer Prozessgröße, mit
mindestens einem Gehäuse,
welches mindestens ein Gehäuseunterteil und
einen Gehäusedeckel
aufweist. Bei der Prozessgröße handelt
es sich beispielsweise um Temperatur, Füllstand, Druck, Dichte, Viskosität, Leitfähigkeit, Feuchtigkeit,
pH-Wert oder Durchfluss.
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Im
Stand der Technik ist eine Reihe von Messgeräten bekannt, welche der Messung
oder Überwachung
von Prozessgrößen dienen.
Diese Messgeräte
bestehen meist aus einem eigentlichen Sensorelement, welches eine
von der Prozessgröße oder
von einer Änderung
der Prozessgröße abhängige Messgröße erzeugt.
Das Sensorelement und die für
die Ansteuerung oder Weiterverarbeitung der Messgröße dienende
Elektronik sind zumeist in einem Gehäuse (Bezeichnungen sind: Instrumentengehäuse oder
Feldgehäuse)
angeordnet, welches oft aus einem Unterteil und einem Deckel besteht.
Zum Zwecke einer Verliersicherung von solchen Deckeln gibt es beispielsweise
Stahlketten, die am Gehäusegrundkörper und
am Deckel mit Hilfe einer Schraube angeschraubt sind. Dabei besteht
die Gefahr des Verhakens der Kette an Griffmulden oder sonstigen hervorstehenden
Konturen. Außerdem
besteht die Gefahr, dass die Kette beim Auf- oder Zuschrauben des
Deckels oder durch Vibration der Anlage im Betrieb die Oberfläche, bzw.
die Oberflächenbeschichtung
des Gehäuses
beschädigt.
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Gelegentlich,
z. B. beim Anschließen
oder bei der Inbetriebnahme des Messgerätes, ist es erforderlich, den
Deckel zu öffnen.
Da die Messgeräte
ggf. an schlecht zugänglichen
oder an erhöht
liegenden Orten angebracht sind, ist eine Deckelverliersicherung
sehr vorteilhaft. Während
des Betriebes des Messgerätes
ist es weiterhin bei Wartungsarbeiten oder ggf. bei Nachparametrierungen
der Messstelle notwendig, den Deckel zu öffnen, um somit an die innen
liegende Elektronik des Messgerätes
zu gelangen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messgerät mit einer
Verliersicherung für
den Deckel vorzuschlagen, bei welchem die Nachteile des Standes
der Technik vermieden werden.
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Die
Erfindung löst
die Aufgabe dadurch, dass das Gehäuseunterteil und der Gehäusedeckel
durch mindestens ein Verbindungselement miteinander verbunden sind.
Das Verbindungselement ist dabei derartig ausgestaltet, dass es
beispielsweise für
die auftretenden Umgebungsbedingungen, wie z. B. die Temperatur,
geeignet oder beispielsweise auch zu dem Material des Gehäuses passend
ist.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass das Verbindungselement mit dem Gehäuseunterteil
und dem Gehäusedeckel
kontaktiert ist. Das Verbindungselement ist somit sowohl mit dem
Gehäuseunterteil,
als auch mit dem Gehäusedeckel
verbunden.
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Eine
Ausgestaltung ist derart, dass das Verbindungselement mit einer
Innenseite des Gehäuseunterteils
und mit einer Innenseite des Gehäusedeckels
kontaktiert ist. Insbesondere befindet sich das Verbindungselement
somit vollständig
im Innenraum des Gehäuses.
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Eine
Ausgestaltung beinhaltet, dass das Verbindungselement derartig ausgestaltet
und derartig mit dem Gehäuseunterteil
und dem Gehäusedeckel kontaktiert
ist, dass das Gehäuseunterteil
und der Gehäusedeckel
gegeneinander verdrehbar sind. Insbesondere weisen das Gehäuseunterteil
und der Gehäusedeckel
entsprechende Gewinde auf, so dass sie miteinander verschraubbar
sind.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass im Gehäuseunterteil und/oder in dem
Gehäusedeckel
mindestens eine Nut vorgesehen ist, und dass das Verbindungselement
zumindest über
die Nut mit dem Gehäuseunterteil und/oder
dem Gehäusedeckel
kontaktiert ist. Vorzugsweise handelt es sich um eine vollständig umlaufende
Nut, so dass das Verbindungselement das Verdrehen der beiden Bestandteile
des Gehäuses
nicht behindert.
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Eine
Ausgestaltung ist derart, dass im Gehäuseunterteil und in dem Gehäusedeckel
mindestens jeweils eine Nut vorgesehen ist, und dass das Verbindungselement
zumindest über
die zwei Nuten mit dem Gehäuseunterteil
und dem Gehäusedeckel kontaktiert
ist. Somit sind zumindest zwei Nuten vorgesehen, wovon sich eine
im Gehäuseunterteil
und die andere im Gehäusedeckel
befindet.
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Eine
Ausgestaltung beinhaltet, dass die Nut in einer Innenseite des Gehäuseunterteils
oder des Gehäusedeckel
angeordnet ist. Da sich die Nut an der Innenseite befindet und wenn überdies
auch die zweite Kontaktierung des Verbindungselements auf der Innenseite
des Gehäuses
stattfindet, ist das Verbindungselement stets in der Innenseite
untergebracht und es ist möglich,
eine entsprechend glatte Außenseite
des Gehäuses
zu erzeugen, so dass diese Variante insbesondere bei der Hygieneanwendung
relevant und vorteilhaft ist. In einer Ausgestaltung ist das Verbindungselement
mit einem Ende an dem Gehäuseunterteil
oder dem Gehäusedeckel
fest an einer Stelle verbunden und das andere Ende des Verbindungselements
erlaubt über
die Kontaktierung in der Nut im Gehäusedeckel bzw. im Gehäuseunterteil
das Verdrehen von Unterteil und Deckel zueinander.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass die Nut in einer Außenseite
des Gehäuseunterteils
oder des Gehäusedeckel
angeordnet ist. Die Kontaktierung über eine Nut erlaubt mit einer
entsprechenden Ausgestaltung des Verbindungselements das Verdrehen von
Deckel und Unterteil zueinander.
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Eine
Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens ein Ring vorgesehen ist,
und dass der Ring in der Nut drehbar gelagert ist. Ein Ring dient
der einfachen Befestigung des Verbindungselements. Ist der Ring überdies
derartig ausgestaltet und mit der Nut abgeglichen, dass er in der
Nut gleiten kann, so ist auch das Verdrehen von Unterteil und Deckel
in Verbindung mit dem Verbindungselement möglich.
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Eine
Ausgestaltung ist derartig, dass der Ring mit dem Verbindungselement
kontaktiert ist. In einer weiteren Ausgestaltung sind der Ring und
das Verbindungselement einstückig
ausgestaltet. In einer weiteren Ausgestaltung wird das Verbindungselement
mit dem Ring lösbar
verbunden.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass der Ring einen Zapfen aufweist, dass
das Verbindungselement eine Aussparung aufweist, und dass der Ring und
das Verbindungselement mindestens über den Zapfen und die Aussparung
miteinander kontaktiert sind. Die Aussparung ist in einer Ausgestaltung
derartig ausgestaltet, dass sie in einer Richtung leichter über den
Zapfen zu ziehen ist als in der entgegengesetzten Richtung, so dass
eine Befestigung des Verbindungselements an dem Ring realisiert
ist.
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Eine
Ausgestaltung beinhaltet, dass das Verbindungselement mechanisch
flexibel ausgestaltet ist.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass das Verbindungselement aus einem Kunststoff
besteht.
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Eine
Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens ein Kabelkanal vorgesehen
ist. Ein solcher Kabelkanal dient beispielsweise der Einbringung
eines Kabels zur Kontaktierung oder zur Energieversorgung des Messformers
im Messgerät.
Im Stand der Technik werden beispielsweise Rohrbogenstücke verwendet.
Der Kabelkanal dient somit der Verbindung zwischen dem Innenraum
des Gehäuses
und dessen Außenbereich.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass der Kabelkanal ein integraler Bestandteil
des Gehäuseunterteils
ist. Der Kabelkanal ist somit ein fester Bestandteil des Gehäuseunterteils.
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Im
Stand der Technik gibt es beispielsweise Rohrbogenstücke, welche
der Kabelführung
dienen und welche ggf. aus mehreren Einzelteilen bestehen, welche
miteinander und mit dem Gehäuse
verbunden werden müssen.
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In
dieser Ausgestaltung ist der Kabelkanal ein fester Bestandteil des
Gehäuses.
Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass das Gehäuseunterteil
im Spritzgussverfahren, als Aluminiumdruckguss, als Edelstahlfeinguss
oder als Tiefzugteil mit dem Kabelkanal erzeugt wird. Insbesondere
diese Ausgestaltung lässt
sich auch ohne die Verliersicherung anwenden.
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Eine
Ausgestaltung beinhaltet, dass der Kabelkanal derartig ausgestaltet
ist, dass ein Kabeleingang und ein Kabelausgang des Kabelkanals
im Wesentlichen einen Winkel von 90° zueinander aufweisen. Insbesondere
schließen
die axialen Verlängerungen
des Kabeleingangs und des Kabelausgangs im Wesentlichen einen Winkel
von 90° zueinander ein.
Das Kabel wird derartig geführt,
dass es außerhalb
des Gehäuses
nicht störend
wirkt, also insbesondere nicht im Bereich eines Displays befindlich ist.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass der Kabelkanal mindestens eine Schräge aufweist,
welche derartig ausgestaltet ist, dass die Schräge ein in den Kabelkanal einzubringendes
Kabel in Richtung des Kabelausgangs lenkt. Die Schräge und der
Kabelkanal weisen dabei insbesondere keine scharfen Übergänge auf.
Insbesondere ist der Kabelkanal derartig ausgestaltet, dass das
Kabel im Wesentlichen knickfrei geführt ist. Weiterhin ist der
Kabelkanal über
die Schräge
vorzugsweise derartig ausgestaltet, dass das Kabel ohne besondere
Werkzeuge in den Kanal eingeführt
werden kann und auf der gegenüberliegenden
Seite wieder herauskommt, wobei insbesondere bereits eine Schubkraft
auf das Kabel ausreicht.
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Eine
Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine Anzeigeeinheit vorgesehen
ist, welche im Gehäusedeckel
angeordnet ist. Eine solche Anzeigeeinheit dient beispielsweise
der einfachen Anzeige, ob der Messwert für die Prozessgröße noch
innerhalb eines Normbereichs liegt. Es wird also beispielsweise
eine Statusanzeige ausgegeben. Es sind jedoch auch weitergehende
Anzeigefunktionen möglich.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass die Anzeigeeinheit mindestens eine
LED-Anzeige aufweist. Eine
solche LED-Anzeige besteht im einfachsten Fall aus einer oder mehreren
LED-Einheiten, welche passend angesteuert werden.
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Eine
Ausgestaltung beinhaltet, dass die Anzeigeeinheit zumindest einen
Lichtleiterstopfen in einer Wand des Gehäusedeckels aufweist. In einer Ausgestaltung
befindet sich mindestens eine LED-Einheit auf einer Leiterplatte,
welche entsprechend mit einer Auswerteeinheit im Messgerät verbunden
ist. Kontaktiert mit der LED-Einheit ist ein Lichtleiterstopfen,
welcher zumindest teilweise in einer Wand des Gehäusedeckels
untergebracht ist.
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Die
Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt:
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1:
einen Schnitt durch eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Messgerätes mit
dem geschlossenen Gehäuse,
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2:
einen Schnitt durch das Gerät
der 1 mit geöffnetem
Gehäuse,
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3:
Darstellungen einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Messgerätes mit
dem geschlossenen Gehäuse,
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4:
einen Schnitt durch die Gerätevariante
der 3 mit geöffnetem
Gehäuse,
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5a) und b): jeweils eine Draufsicht auf den Ring
bzw. das Verbindungselement,
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6:
eine angeschnittene räumliche
Darstellung des Gehäuseunterteils
mit dem Kabelkanal, und
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7:
ein Schnitt durch einen Gehäusedeckel
mit der Anzeigeeinheit.
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In
der 1 ist ein Schnitt durch eine schematische Darstellung
des erfindungsgemäßen Messgerätes zur
Bestimmung und/oder Überwachung mindestens
einer Prozessgröße einer
ersten Variante dargestellt. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise
um Temperatur, Füllstand,
Druck, Dichte, Viskosität,
Leitfähigkeit,
Feuchtigkeit, pH-Wert oder Durchfluss beispielsweise eines Mediums,
bei welchem es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit, ein Gas, ein Schüttgut oder
eine Mischung davon handelt.
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Das
hier gezeigte Temperaturkopfgehäuse ist
eine Komponente eines kompletten Thermometers. In dem Temperaturkopfgehäuse ist
die Elektronik des Thermometers untergebracht. Ein Temperaturkopfgehäuse kann
aus Kunststoff, Aluminium oder Edelstahl bestehen. Für den Einsatz
im Hygienebereich werden Gehäuse
aus Edelstahl eingesetzt. Meist schließt sich an dieses Oberteil
ein Schutzrohr für
den eigentlichen Temperatursensor an.
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Das
Gehäuse 1 besteht
aus einem Gehäuseunterteil
oder einem Gehäusegrundkörper 2 und einem
Gehäusedeckel 3.
Dabei sind das Unterteil 2 und der Deckel 3 beispielsweise
durch entsprechende Innen- und Außengewinde derartig ausgestaltet, dass
sie miteinander verschraubbar sind. Als Verliersicherung für den Deckel 3 dient
das Verbindungselement 4, welches vorzugsweise flexibel
ausgestaltet ist, also beispielsweise aus einem Kunststoff besteht. In
dieser Ausgestaltung sind weiterhin das Unterteil 2 und der
Deckel 3 zumindest in dem Bereich, in welchem sie miteinander
verbunden werden, zylindrisch ausgestaltet.
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In
der hier gezeigten Variante ist auf der Innenseite des Gehäuseunterteils 2 eine
umlaufende Nut 5 vorgesehen, in welcher ein Ring 6 eingebracht ist.
An dem Ring 6 ist das Verbindungselement 4 befestigt.
Der Ring 6 und die Nut 5 sind dabei derartig ausgestaltet,
dass der Ring 6 in der Nut 5 drehbar gelagert
ist. Auf der anderen Seite ist das Verbindungselement 4 mit
dem Deckel 3 verbunden. Der drehbare Ring 6 erlaubt
es, dass der Deckel 3 gegen das Unterteil 2 gedreht
werden kann, wobei das Verbindungselement 4 fixiert bleibt.
In dieser Variante ist das Verbindungselement 4 sowohl
mit der Innenseite des Unterteils 2, als auch der Innenseite
des Deckels 3 verbunden. Damit befindet sich also das Verbindungselement 4 stets
innerhalb des Gehäuses 1 und es
kann zumindest beim geschlossenen Gehäuse 1 nicht zu einer
Verschmutzung des Verbindungselements 4 kommen. Somit ist
diese Variante insbesondere für
den Hygienebereich anwendbar, da das Gehäuse 1 derartig konstruktiv
ausgestaltet werden kann, dass es möglichst spaltfrei, ohne Kanten
und mit glatter Geometrie an den Außenflächen ist, so dass sich weder
Schmutz, noch Verunreinigungen am Äußeren des Gehäuses ansammeln
kann. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt somit in der glatten und
spaltenfreien Ausgestaltung der Außenfläche des Gehäuses trotz der Verliersicherung.
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In
der 2 ist das Messgerät mit geöffnetem Gehäuse 1 dargestellt.
Wie zu erkennen, ist über das
Verbindungselement 4 der Deckel 3 verliersicher mit
dem Unterteil 2 verbunden.
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Die 3 zeigt
eine zweite Variante des Messgerätes,
bei welchem das Verbindungselement 4 sowohl am Deckel 3,
als auch am Unterteil 2 über jeweils einen Ring 6 befestigt
und gleichzeitig in der jeweiligen Nut 5 im Gehäuseunterteil 2 bzw.
im Gehäusedeckel 3 drehbar
ist. Die beiden Ringe 6 und das Verbindungselement 4 sind
hier einstückig
ausgeführt.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Verbindungselement 4 an
zumindest einem Ende eine Verdickung auf, welche in die Nut 5 hineinpasst und
gleichzeitig noch ein Gleiten in ihr erlaubt. Bei dem Verbindungselement 4 bzw.
dem Ring 6 oder den Ringen handelt es sich beispielsweise
um Kunststoffformteile. Als Spritzmaterial kann z. B. elastomeres,
thermoplastisches oder thermoplastisches Elastomer verwendet werden.
Es ist dabei darauf zu achten, dass das Material ausreichende Gleiteigenschaften
besitzt, um auf der Gehäuseoberfläche bzw.
in der jeweiligen Nut zu gleiten, andrerseits aber elastisch genug
ist, damit der Deckel 3 auch zur Seite klappbar ist und
beispielsweise eine Montage gewährleistet
ist. Alternativ zur Elastizität
ist es auch denkbar, ein Kunststoffformteil konstruktiv entsprechend
auszulegen, dass es beweglich genug ist (z. B. Filmscharnier).
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Durch
die Erfindung besteht somit nicht mehr die Gefahr des Verhakens
und somit einer Behinderung beim Auf- und Zuschrauben des Deckels 3. Überdies
wird auch eine Beschädigung
der Oberfläche
verhindert.
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In
der 4 ist das Gehäuse 1 der
in 3 dargestellten zweiten Variante geöffnet dargestellt,
d. h. der Deckel 3 ist vom Gehäuseunterteil 2 abgeschraubt
und wird durch das Verbindungselement 4 festgehalten.
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Die 5 zeigt
einen drehbaren Ring 6 (5a)),
sowie ein flexibles Verbindungselement 4 (5b)), wie sie in dem erfindungsgemäßen Messgerät anwendbar
sind.
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Der
Ring 6 weist einen Zapfen 7 auf, über welchen
vermittels einer Aussparung 8 das Verbindungselement 4 aufgesteckt
werden kann. Alternativ ist im Ring 6 eine Schraubverbindung
vorgesehen.
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Die
zweite Aussparung 8 des Verbindungselements 4 dient
beispielsweise der Befestigung des Verbindungselements 4 – z. B. über einen ähnlichen Zapfen
wie am Ring 6 – am
Deckel bzw. am Gehäuseunterteil.
Der Ring 6 verfügt
weiterhin über
eine Aussparung, die ein Zusammendrücken für die Montage erlaubt. Bei
dem Verbindungselement 4 handelt es sich beispielsweise
um einen Kunststoffstreifen. Das Verbindungselement 4 wird
in einer Ausgestaltung jeweils mit einem Ring verbunden, wobei sich
einer in einer Nut im Gehäuseunterteil
und ein zweiter in einer Nut im Gehäusedeckel befindet.
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Die 6 zeigt
einen Teil eines Gehäuseunterteils 2.
Zu sehen ist der Kabelkanal 9 zur Führung eines Kabels, welches
beispielsweise mit dem – hier nicht
dargestellten – Messumformer
zu verbinden ist. Der Messumformer ist dabei in der hier oben liegenden
Aussparung des Gehäuseunterteils 2 einzubringen.
Der Messumformer dient dabei beispielsweise der Ansteuerung des
eigentlichen Messsensors und/oder der Auswertung oder Weiterverarbeitung der
Messwerte des Sensors hin auf die Prozessgröße. Der Kabeleingang 10 liegt
unterhalb des Bechers für
den Messumformer. Die axialen Verlängerungen von Kabeleingang 10 und
Kabelausgang 11 im Innenteil des Gehäuses bilden einen Winkel von
90° zueinander.
Die Schräge 12 ist
derartig ausgestaltet, dass das Kabel durch ein einfaches Nachschieben
in den Innenbereich hineingeführt
wird, wobei insbesondere vermieden wird, dass das Kabel geknickt werden
kann. D. h. es sind keine speziellen Werkzeuge notwendig, um das
Kabel beispielsweise in den Innenraum zu ziehen; es reicht, wenn
das Kabel in den Kabeleingang 10 eingebracht und wenn es
passend nachgeschoben wird. Somit sind die Kontaktierung und das
Verdrahten auch sehr vereinfacht.
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Der
Bogen, welcher durch die Schräge 12 gebildet
ist, weist dabei einen möglichst
großen
Radius auf, so dass eine einfache Führung des Kabels weiter erzielt
wird. Der Kabelausgang 11 weist hier eine große Öffnung auf,
wobei die Schräge 12 circa einen
Winkel von 45° aufweist.
Der Winkel des Kabelkanals 9 ist dabei derartig an die
Ausgestaltung des Gehäuses
angepasst, dass das Kabel in Richtung des Kabelausgangs 10,
bzw. der Öffnung
des Gehäusetopfes
gelenkt wird. Je niedriger das Gehäuseunterteil 2 ist,
desto flacher kann der Winkel sein. Das Kabelende tritt dann unter
einem entsprechenden Winkel aus der Gehäuseöffnung heraus. Wichtig ist
dabei, dass das Heraustreten bereits durch das Nachschieben zu bewerkstelligen
ist und dass im Wesentlichen keine zusätzlichen Werkzeuge erforderlich
sind.
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In
der 7 ist die Oberseite des Gehäusedeckels 3 dargestellt.
Zu sehen ist das Ende des Lichtleiterstopfens 15, welcher
ein Teil der Anzeigeeinheit 13 ist und welcher das Signal
mindestens einer LED 14 auf der Innenseite des Gehäuses nach außen leitet.
Eine solche einfache Anzeigeeinheit 13 dient beispielsweise
der Übermittlung
von Statussignalen, so dass die Vor-Ort-Überwachung
der Prozessgröße vereinfacht
wird.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Gehäuseunterteil
- 3
- Gehäusedeckel
- 4
- Verbindungselement
- 5
- Nut
- 6
- Ring
- 7
- Zapfen
- 8
- Aussparung
- 9
- Kabelkanal
- 10
- Kabeleingang
- 11
- Kabelausgang
- 12
- Schräge
- 13
- Anzeigeeinheit
- 14
- LED-Anzeige
- 15
- Lichtleiterstopfen