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Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausrichtvorrichtung für ein Messgerät zur Bestimmung eines Füll- oder Grenzstandes eines Mediums in einem Behälter.
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Messgeräte zur Bestimmung eines Füllstands oder Grenzstands eines Mediums in einem Behälter sind in einer Vielzahl verschiedener Ausführungen bekannt. So sind beispielsweise berührungslos arbeitende Füllstandsmessgeräte erhältlich, die auf dem Ultraschallprinzip und/oder dem Radarprinzip und/oder dem Mikrowellenprinzip basieren. Hierbei werden die Füllstandsmessgeräte am, auf oder in dem Deckel des Behälters und oberhalb des maximal zu erwartenden Füllstands des Mediums im Behälter montiert. Quasi von oben senden diese berührungslos arbeitende Füllstandsmessgeräte Messsignale im Innern des Behälters zum Medium, an dessen Oberfläche die Messsignale reflektiert und zum Messgerät zurückgeleitet werden. Aus den reflektierten Signalen bzw. deren Laufzeit kann der Abstand zwischen der Mediumsoberfläche und dem Messgerät bestimmt werden, woraus sich unter Berücksichtigung der Geometrie des Behälters der gesuchte Füllstand des Mediums ergibt.
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Bekannte Grenzstandsmessgeräte basieren auf dem Schwinggabelprinzip und/oder dem Lasermesstechnikprinzip. Hierbei sind sie meistens an einer vorbestimmten Stelle oder Höhe in einer Seitenwand des Behälters so montiert, dass sie ins Innere des Behälters ragen und dort als sogenannter Grenzstandschalter eingesetzt werden. Wenn sie beispielsweise als Überfüllsicherung verwendet und dementsprechend an der Position des maximal zulässigen Füllstands im Behälter montiert werden, erzeugen sie, wenn sie vom Medium bedeckt werden, ein Schaltsignal, mit dem ein weiterer Zulauf des Mediums in den Behälter abgeschaltet bzw. unterbrochen wird. Wenn die Grenzstandsschalter beispielsweise als Pumpenschutz verwendet und dementsprechend an der Position des Mindestfüllstands im Behälter montiert werden, der nicht unterschritten werden soll, erzeugen sie, wenn sie nicht vom Medium bedeckt werden, ein Schaltsignal, mit dem ein weiteres Abpumpen oder Abfließen des Mediums aus dem Behälter verhindert wird.
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Eine Vielzahl solcher Füll- und Grenzstandsmessgeräte wird von der Firma Endress + Hauser entwickelt, hergestellt und vertrieben.
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Eine besondere Herausforderung tritt bei den genannten Messgeräten zur Bestimmung eines Füllstands oder Grenzstands auf, die quasi von außen am Behälter montiert werden und deren Sensoren oder Wandler ins Innere des Behälters ragen. Um die gewünschte Genauigkeit der Messung auch bei einer ungünstigen Behälterform oder einer ungünstigen Montageposition, bspw. bei Montage des Messgerätes an einem an dem Behälter schief bzw. schräg angeordneten Stutzen, zu erreichen, ist es nötig, das Messgerät bzw. die Messsonde mit Hilfe einer Ausrichtvorrichtung auszurichten. Hierbei ist es, insbesondere bei flüssigen Medien, nötig, das Messgerät bzw. die Messsonde derartig auszurichten bzw. zu positionieren, dass die Messsignale möglichst senkrecht bzw. lotrecht auf die Oberfläche des zu messenden Mediums treffen.
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Hiervon abweichend liegt das Augenmerk, bei der Füllstandsmessung von nicht flüssigen Medien, bspw. Schüttgut, weniger auf der extremen Genauigkeit der Messung als vielmehr darauf, dass die Messsignale den gesamten Behälter, welcher in der Regel konisch zulaufend ist, ausleuchten, um so den Füllstand über den gesamten Behälterinhalt messen zu können. Um dies zu gewährleisten, kommen ebenfalls Ausrichtvorrichtungen zum Einsatz, die das Messgerät entsprechend ausrichten.
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Bekannt sind, bspw. aus der
DE 10 2007 061 571 A1 Ausrichtvorrichtungen die eine Kugel vorsehen, welche verstellbar zwischen zwei Scheiben gepresst bzw. verklemmt wird und mit deren Hilfe eine Messsonde, welche durch die Kugel geführt und an ihr fixiert ist, ausgerichtet werden kann. Diese Ausrichtvorrichtungen weisen das Problem auf, dass sie, insbesondere bei Messsonden mit großen Durchmessern eine große Kugel zur Positionierung benötigen und somit ein hohes Eigengewicht aufweisen und sich somit eine Messsonde bzw. ein Messgerät nur sehr schwer einstellen bzw. justieren lässt, wobei besonders die Feineinstellung äußerst schwierig ist.
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Ferner weisen die bekannten Ausrichtvorrichtungen aufgrund ihrer Konstruktionsweise eine niedrige Druckdichtigkeit auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausrichtvorrichtung vorzuschlagen, die eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausrichtvorrichtung für ein Messgerät insbesondere zur Bestimmung eines Füllstands oder Grenzstands eines Mediums in einem Behälter gelöst, welche an dem Behälter befestigt ist, wobei die Ausrichtvorrichtung im Wesentlichen eine unter einem ersten Winkel in ihrer Höhe keilförmig ausgebildete Scheibe und eine in ihrer Höhe ebenen Scheibe aufweist, wobei die ebene Scheibe eine erste Bohrung umfasst und die erste Bohrung einen von 0° abweichenden zweiten Winkel zur Normalen der Scheibenoberfläche der ebenen Scheibe aufweist, und wobei die keilförmig ausgebildete Scheibe und die ebene Scheibe mittels einer Klemmvorrichtung sowohl gegeneinander drehbar als auch gegen ungewolltes Verdrehen aufeinander fixierbar sind.
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Eine derartige Ausrichtvorrichtung, welche mit Hilfe eines Flansches oder auf eine beliebige andere Art und Weise, bspw. Verschweißung, Verschraubung an dem Behälter befestigt ist, ermöglicht dem Bediener, durch das einfache Verdrehen bzw. Rotieren der beiden Scheiben zueinander und der damit einhergehenden Positionierung bzw. Ausrichtung des Messgerätes, eine besonders einfache Einstellung, insbesondere Feineinstellung, des Messgerätes. Nach Abgeschlossener Positionierung des Messgerätes werden die beiden Scheiben mit Hilfe der Klemmvorrichtung fixiert, um so ein ungewolltes verstellen zu verhindern.
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Klemmvorrichtungen bzw. Klemmelemente kommen hierbei immer dort zum Einsatz, wo zwei Bauteile lösbar miteinander verbunden werden sollen, wobei in der Regel besonderes Augenmerk auf die Möglichkeit gelegt wird, die Anordnung der Bauteile relativ zueinander stufenlos verstellen zu können.
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Erfindungsgemäß wird die erhöhte Benutzerfreundlichkeit, insbesondere durch die Möglichkeit der Feineinstellbarkeit bzw. Feinjustage des auszurichtenden Messgerätes erreicht, welches durch das Verdrehen bzw. Rotieren der keilförmig ausgebildeten und der ebenen Scheibe zueinander realisiert wird und somit das auf den gewünschten Ausrichtungswinkel einstellbar ist.
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Als Ausrichtungswinkel ist in diesem Zusammenhang der Winkel zu verstehen, um den die Messsonde verstellt werden muss, damit die Messsignale des Messgerätes unter einem Winkel von 90° auf die Oberfläche des zu messenden Mediums auftreffen bzw. reflektieren oder dem Winkel der nötig ist um den gesamten Behälterbereich messen bzw. ausleuchten zu können.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung ist vorgesehen, wobei der erste Winkel der keilförmig ausgebildeten Scheibe und der zweite Winkel der ersten Bohrung der ebenen Scheibe einen Winkel größer 0° aufweisen, wobei beide Winkel bevorzugt 5° bis 15° aufweisen.
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Eine weitere günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung sieht vor, dass die erste Bohrung derartig ausgestaltet ist, dass eine Messsonde eines Messgerätes insbesondere zur Bestimmung eines Füllstands oder Grenzstands, durch die erste Bohrung führbar ist.
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Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung sieht vor, dass mittels der Klemmvorrichtung die ebene Scheibe im Wesentlichen zentrisch auf der keilförmig ausgebildeten Scheibe angeordnet ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung sieht vor, dass die Klemmvorrichtung derartig ausgestaltet ist, dass sie zumindest eine Führung aufweist, die in die keilförmig ausgebildete und/oder ebene Scheibe eingelassen ist und sowohl zur Führung als auch zur Verhinderung des ungewollten Herauslösens von mindestens einem Klemmelement dient, wobei einer der beiden Endbereiche des Klemmelementes in die Führung eingebracht ist, und der andere Endbereich durch eine, der mindestens einen weiteren Bohrung/Aussparung der ebenen Scheibe und/oder keilförmig ausgebildeten Scheibe geführt ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Führung, kreisförmig um das Zentrum der entsprechenden Scheibe eingelassen ist und/oder die Führung derartig ausgestaltet ist, dass das Klemmelement in die Führung einbringbar ist.
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Eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung sieht vor, dass die Klemmvorrichtung derartig ausgestaltet ist, dass sie mindestens ein Klemmelement aufweist, welches mit einem seiner Endbereiche fest in die keilförmig ausgebildete und/oder ebene Scheibe integriert ist und welches mit seinem anderen Endbereich durch eine, der mindestens einen weiteren Bohrung/Aussparung der korrespondierenden ebenen Scheibe und/oder keilförmig ausgebildeten Scheibe geführt ist.
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Eine weitere alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung sieht vor, dass die Klemmvorrichtung zumindest eine Überwurfmutter aufweist, die dafür vorgesehen ist, dass die ebene Scheibe gegenüber der keilförmig ausgebildeten Scheibe drehbar als auch auf dieser fixierbar ist.
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Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung sieht vor, dass die in ihrer Höhe keilförmig ausgebildete Scheibe und/oder die ebene Scheibe eine ringförmige Nut aufweist, welche ein Dichtelement, zur Abdichtung der beiden Scheiben gegeneinander aufnimmt.
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Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung sieht vor, dass die Außenwand der Messsonde, des durch die erste Bohrung geführten Messgerätes und die Innenwand der Bohrung der ebenen Scheibe, zueinander abgedichtet sind.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt:
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1: ein Längsschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung,
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2: zwei perspektivische Ansichten einer ersten und zweiten Ausgestaltung der keilförmig ausgebildeten Scheibe, wie sie bei der Ausgestaltung der 1 dargestellt ist,
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3: eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der keilförmig ausgebildeten Scheibe, wie sie bei der Ausgestaltung der 1 dargestellt ist,
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4: eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen ebenen Scheibe,
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5: ein Längsschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung der ebenen Scheibe,
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6: drei Längsschnitte dreier alternativer Ausgestaltungsformen der Klemmvorrichtung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung,
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7: eine perspektivische Ansicht einer besonders günstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung.
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1 zeigt ein Längsschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung 1, wie sie an einem Behälter montiert wird, in dem sich ein Medium, bspw. eine Flüssigkeit befindet, dessen Füllstand mit Hilfe eines Messgerätes 2 gemessen werden soll.
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Das Messgerät 2 in 1 ist exemplarisch als freistrahlendes Messgerät 2 dargestellt, welches, bspw. den Füllstand und/oder Grenzstand des Mediums, welches sich in dem Behälter befindet, messen soll. Hierzu sendet das Messgerät 2 Messsignale aus, welche an der Oberfläche des zu messenden Mediums reflektieren und anschließend vom Messgerät 2 wieder empfangen werden. Aufgrund der bekannten geometrischen Abmessungen des Behälters und der vom Messgerät 2 ermittelten Laufzeit lässt sich der Füllstand bestimmen.
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Um die gewünschte Genauigkeit der Messung zu erreichen, ist es insbesondere bei flüssigen Medien nötig, das Messgerät 2 bzw. die Messsonde 8 derartig auszurichten bzw. zu positionieren, dass die Messsignale möglichst senkrecht bzw. lotrecht auf die Oberfläche des zu messenden Mediums treffen. Um dies zu gewährleisten, lässt sich die Messsonde 8 des Messgerätes 2 mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung 1 wunschgemäß positionieren bzw. ausrichten.
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Hierzu wird die Ausrichtvorrichtung 1 unmittelbar, bspw. durch eine Verschraubung (in 1 nicht dargestellt) oder mit Hilfe eines Flansches 3 auf, im oder an dem Behälter befestigt. Erfindungsgemäß besteht die Ausrichtvorrichtung 1 im Wesentlichen aus einer in ihrer Höhe keilförmig ausgebildeten Scheibe bzw. einem schräg angeschnittenen Zylinder 4 und einer ebenen, typischerweise flachen Scheibe 5, welche mittels einer Klemmvorrichtung 9, 10 gegeneinander drehbar als auch gegen ungewolltes Verdrehen fixierbar sind.
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Die Messsonde, welche durch die erste Bohrung ins Innere des Behälters geführt ist, ist mit der ebenen Scheibe im Bereich der Durchführung dicht verbunden, bspw. verschweißt und kann über eine Verdrehung bzw. Rotation der beiden Scheiben zueinander ausgerichtet werden.
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Eine Klemmvorrichtungen 9, 10, die derartig ausgestaltet ist, dass sie im Wesentlichen eine Führung 10 und mindestens ein Klemmelement 9 aufweist, dient dazu die zwei Scheiben sowohl lösbar miteinander zu verbinden, als auch eine gewollte stufenlose Verdrehung bzw. Rotation relativ zueinander zu ermöglichen.
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Auf die bereits erwähnte Klemmvorrichtung 9, 10 soll an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden, sondern auf die Beschreibung der 6 verwiesen werden, in der auf die unterschiedlichen Ausgestaltungsformen der Klemmvorrichtung 9, 10 eingegangen wird.
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Zur Reduzierung der Bauhöhe bzw. der Gesamthöhe und somit schließlich auch des Gesamtgewichtes, wird die Höhe der beiden Scheiben 4, 5 möglichst gering gehalten. Typischerweise ist die ebene Scheibe 5 gerade derartig hoch gestaltet, dass sie noch ein an ihr angeschweißtes auszurichtendes Messgerät 2 trägt und/oder dem Druck des Behälters standhält.
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Bei der Auswahl des Werkstoffes bzw. das Materiales aus dem die beiden Scheiben 4, 5 gefertigt werden, hat sich als besonders vorteilhafter Werkstoff bzw. Material Metall, insbesondere Edelstahl erwiesen. Da in einer Vielzahl der Fälle die Messsonde bzw. das Messgerät 2 auch aus diesem Werkstoff gefertigt ist und somit die gewünschte Abdichtung, zwischen der ebenen Scheibe 5 und der Messsonde 2, welche durch die erste Bohrung 6 geführt ist, mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, bspw. Schweißen realisierbar ist. Darüber hinaus ist eine hohe mechanische Stabilität bzw. Festigkeit der Ausrichtvorrichtung bei der Wahl von Metall als Herstellungsmaterial gegeben.
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Prinzipiell sind jedoch auch weitere Materialien, wie bspw. Kunststoff denkbar. Die Wahl des Herstellungsmaterials hängt von dem jeweiligen Anwendungsfall und den damit verbundenen Anforderungen (bspw. chemische Inertheit, mechanische Stabilität, etc.) an die Ausrichtvorrichtung ab.
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2 zeigt zwei perspektivische Ansichten einer ersten und zweiten Ausgestaltung der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4, wie sie bei der Ausgestaltung der 1 dargestellt ist. 2a) zeigt dabei eine Ausnehmung 12 und 2b) eine Öffnung 13 zur Seitenwand hin. Hierbei ist auch eine Kombination, also eine keilförmig ausgebildete Scheibe 4, welche eine Ausnehmung 12 und eine Öffnung 13 zur Seitenwand hin aufweist. Durch die Ausnehmung 12 und/oder Öffnung 13 wird das mindestens eine Klemmelement 9 in die Führung 10 eingelassen. Dabei ist es für die Erfindung unerheblich, ob für das Einlassen des Klemmelementes 9, die keilförmige Scheibe 4 eine Ausnehmung 12 oder Öffnung 13 zur Seitenwand hin oder aber eine Kombination aus beidem aufweist. Ferner ist in der in 2 gezeigten Ausgestaltung eine Führung 10 sowie eine Nut 15 dargestellt.
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Wie in 2 dargestellt, ist die Führung 10 in die keilförmig ausgebildete Scheibe 4 eingelassen, um das in seinem Endbereich 9a eingelassene Klemmelement 9 gegen ungewolltes Herauslösen zu schützen. Durch eine kreisförmige Anordnung der Führung 10, um das Zentrum der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4, kann das mindestens eine eingelassene Klemmelement 9 im Kreis geführt werden.
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Die ebenfalls um das Zentrum ausgebildete ringförmige Nut 15 ist zur Aufnahme eines Dichtelementes 16 vorgesehen, welches zur Abdichtung der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4 gegenüber der ebenen Scheibe 5 dient. Als typisches Dichtelement 16 dient hierbei eine Elastomer-Dichtung wie bspw. ein O-Ring, ein Rundschnurring, ein Quad-Ring, eine Formdichtung oder ein Kantseal-Ring.
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3 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4, wie sie bei der Ausgestaltung der 1 dargestellt ist. Zur einfacheren Veranschaulichung ist ein Koordinatensystem bestehend aus einer x- und y-Achse ebenfalls dargestellt.
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Die Höhe der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4 nimmt unter dem ersten Winkel α, dem Keilwinkel in y-Richtung stetig zu. Abhängig von dem Bereich in dem ein Messgerät 2 mit Hilfe der Ausrichtvorrichtung 1 positioniert werden soll, variiert dieser erste Winkel bzw. der Keilwinkel α im Bereich von 1° bis 30°. Um eine niedrige Gesamthöhe der Ausrichtvorrichtung 1 zu erzielen, ist dieser Winkel α jedoch typischerweise nicht größer als 15°.
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Anhand des ersten Winkels α der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4 in Kombination mit dem zweiten Winkel β der ebenen Scheibe 5 ergibt sich der Bereich, in dem ein Messgerät 2 bzw. eine Messsonde positioniert bzw. ausgerichtet werden kann. Dabei ergibt sich der maximal einstellbare Ausrichtungswinkel aus der Summe des ersten und des zweiten Winkels α, β, wohingegen sich der minimal einstellbare Ausrichtwinkel aus der Differenz der beiden Winkel herleitet.
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Um eine möglichst niedrige Gesamthöhe der Ausrichtvorrichtung 1 zu erzielen, bietet es sich an den ersten Winkel α kleiner als den zweiten Winkel β zu gestalten, somit wird die Höhe der keilförmig ausgebildete Scheibe 4 über den ersten kleineren Winkel α niedrig gehalten und über den größeren zweiten Winkel β dennoch ein großer Bereich zur Ausrichtung der Messsonde bzw. des Messgerätes 2 realisiert.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen ebenen Scheibe 5, welche insgesamt vier weitere Bohrungen 11 aufweist. Die weiteren Bohrungen 11 dienen der Durchführung der entsprechenden Klemmelemente 9, welche mit ihren Endbereichen 9a in die Führung 10 eingelassen sind. Prinzipiell ist die Anzahl der weiteren Bohrungen 11 nicht beschränkt. Als besonders vorteilhaft haben sich drei oder vier weitere Bohrungen 11 erwiesen, da somit eine optimale Druckverteilung auf das in der Nut 15 geführte Dichtelement 16 erzielt werden kann. Es versteht sich von selbst, dass mehr als vier weitere Bohrungen 11 ebenfalls denkbar sind.
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5 zeigt ein Längsschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung der ebenen Scheibe 5 zur Verdeutlichung des von 0° abweichenden zweiten Winkels β, unter dem die erste Bohrung 6, zur Normalen 7 der Scheibenoberfläche, ausgebildet ist.
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Es liegt auf der Hand, dass durch diese Maßnahme, d. h. den zweiten Winkel β größer als den ersten Winkel α auszuführen, die keilförmig ausgebildete Scheibe 4, dank des kleineren ersten Winkels α, in ihrer Höhe reduziert werden kann und damit einhergehend auch die Gesamthöhe der Ausrichtvorrichtung 1.
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6 zeigt drei Längsschnitte dreier alternativer Ausgestaltungen der Klemmvorrichtung 9, 10, 17 der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung 1. Prinzipiell ist jede beliebige Klemmvorrichtung 9 denkbar, die die beiden Scheiben 4, 5 sowohl lösbar miteinander verbindet bzw. zusammenpresst, als auch eine relativ zueinander stufenlose Rotation bzw. Verdrehung ermöglicht, um so eine Messsonde bzw. ein Messgerät 2 auszurichten.
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Durch das Anpressen der beiden Scheiben 4, 5 mittels der Klemmvorrichtung 9, werden die beiden Scheiben 4, 5 nicht nur zueinander fixiert, sondern auch mit Hilfe des Dichtelementes 16, welches idealerweise in einer Nut 15 liegt, gegeneinander abgedichtet.
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6a) zeigt eine günstige Ausgestaltungsform bei der die Klemmvorrichtung 17 derartig ausgestaltet ist, dass sie im Wesentlichen eine Überwurfmutter 17 aufweist, die über die ebene Scheibe 5 gestülpt wird, und zur Fixierung bzw. zum gewollten Anpressen der ebenen Scheibe 5 auf die keilförmig ausgebildete Scheibe 4, mit Hilfe eines Gewindes 18 an der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4 angezogen wird, wobei das Gewinde 18 der Überwurfmutter 17 in ein dazu korrespondierendes Gewinde 18 der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4 greift. Um eine Ausrichtung bzw. Positionierung der Messsonde bzw. des Messgerätes 2 zu bewerkstelligen, wird die Überwurfmutter 17 dementsprechend gelöst und die beiden Scheiben 4, 5 stufenlos zueinander rotiert bzw. verdreht.
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6b) zeigt die bevorzugte Ausgestaltungsform, bei der die Klemmvorrichtung 9, 10, 20, 21 derartig realisiert ist, dass sie eine Führung 10 und mindestens ein Klemmelement 9 aufweist. Als Klemmelement 9 kommt hierbei bspw. ein Nutbolzen 9 mit Kopf 21 und Mutter 20 zum Einsatz, dessen einer Endbereich 9a, bspw. der Kopf 21 in die Führung 10 eingelassen ist und dessen anderer Endbereich 9a durch die Bohrung/Aussparung 11 der ebenen Scheibe 5 geführt ist, wobei dieser durch die Bohrung/Aussparung 11 der ebenen Scheibe 5 geführte Endbereich mit einer Mutter 20 versehen ist, mit Hilfe derer die beiden Scheiben 4, 5 fixiert werden können. Auf diese Weise sind die beiden Scheiben 4, 5 für die Ausrichtung des Messgerätes 2 bzw. der Messsonde 8 zueinander drehbar bzw. rotierbar und können nach Beendigung des Ausrichtvorgangs fixiert werden.
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Prinzipiell ist es für die Realisierung der Klemmvorrichtung 9, 10, 20, 21 unerheblich, in welcher Scheibe 4, 5 sich die Führung 10 befindet und in welcher die Bohrung/Aussparung 11, genauso ist es unerheblich ob der Endbereich des Klemmelementes 9a mit dem Kopf 21 in die Führung 10 eingelassen ist oder der Endbereich 9a mit der Mutter 20.
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Als vorteilhaft hat sich jedoch erwiesen, die Führung 10 in die keilförmig ausgebildete Scheibe 4 einzulassen und die Bohrung/Aussparung 11 in der ebenen Scheibe 5 zu realisieren, genauso wie den Kopf des Klemmelementes 21 in die Führung einzulassen und nicht den anderen Endbereich, also die Mutter 20.
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6c) zeigt eine besonders günstige Ausführungsform, bei der die Klemmvorrichtung 9, 19 derartig realisiert ist, dass das mindestens eine Klemmelement 9 fest an einer der beiden Scheiben 4, 5 fixiert ist und die entsprechend andere Scheibe 5, 4 mindestens eine weitere Aussparung bzw. Aufnehmung 11, welche zu der Anordnung des Klemmelementes 9 korrespondiert, aufweist. Hierbei ist es unerheblich, ob das Klemmelement 9 fest an bzw. in der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4 fixiert ist und sich die Aussparung 11 in der ebenen Scheibe 5 befindet oder umgekehrt, also das Klemmelement 9 an bzw. in der ebenen Scheibe 5 fixiert ist und die Aussparung 11 in der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4 realisiert ist. Mit Hilfe des mindestens einen Klemmelementes 9, welches in seinem Endbereich 9a eine Mutter 20 aufweist und eine entsprechende Klemmscheibe 19, können die beiden Scheiben 4, 5 aufeinander gepresst und somit fixiert werden. Auf diese Weise können die beiden Scheiben 4, 5 stufenlos gegeneinander rotiert und somit das Messgerät positioniert werden und nach dem gewünschten Ausrichten der Messsonde 8 bzw. des Messgerätes 2 fixiert werden.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer besonders günstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung 1, bei der die ebene Scheibe 5 mittels der Klemmvorrichtung 9, 10 auf der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4 zentrisch arretiert bzw. angeordnet ist und sowohl gegeneinander drehbar bzw. rotierbar als auch gegen ungewolltes Verdrehen fixierbar ist. Hierbei ist die Klemmvorrichtung 9, 10 derartig ausgestaltet, dass sie (vgl. 6b) eine Führung 10 und vier Klemmelemente 9 sowie vier zu der Führung korrespondierende weitere Bohrungen 11 aufweist. Hierbei ist die Führung 10 kreisförmig um das Zentrum der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4 eingelassen und dient der Führung der vier Klemmelemente 9. Hierzu ist das Klemmelement 9, bspw. ein Nutbolzen mit Kopf und Mutter, mit seinem ersten Endbereich 9a, dem Kopf des Nutbolzen, in die Führung 10 eingelassen und mit seinem anderen Endbereich 9a durch die zu der Führung 10 korrespondierende weitere Bohrung 11 der ebenen Scheibe 5 geführt und wird im durchgeführten Bereich von der lösbaren Mutter umschlossen. Auf diese Weise werden die beiden Scheiben 4, 5 im Wesentlichen zentrisch zueinander angeordnet und können gegeneinander rotiert werden.
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Ein Messgerät 2 bzw. eine Messsonde, welche(s) durch die erste Bohrung 6 der ebenen Scheibe 5 geführt ist, wird durch die Rotation bzw. Verdrehung der ebenen Scheibe 5 gegenüber der keilförmig ausgebildeten Scheibe 4 entsprechend des gewünschten Ausrichtungswinkels positioniert.
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Es versteht sich von selbst, dass die Klemmelemente 9, welche typischerweise als Nutbolzen 9 mit Kopf und Mutter ausgebildet sind, für die Rotation bzw. Verdrehung der beiden Scheiben 4, 5 gelöst werden müssen und nach der gewünschten Ausrichtung des Messgerätes 2 bzw. der Messsonde wieder fixiert bzw. angezogen werden. Hierbei werden durch das Anziehen der Nutbolzen 9 nicht nur die beiden Scheiben gegeneinander fixiert, sondern auch abgedichtet. Das Dichtelement 16, welches in der ringförmig bzw. kreisförmig ausgebildeten Nut 15 angeordnet ist und durch das Anziehen der Nutbolzen 9, durch die beiden Scheiben 4, 5 unter Druck gesetzt wird, dichtet die beiden Scheiben 4, 5 gegeneinander ab. Hierbei bestimmt die Anzahl der Klemmelemente 9 auch die Verteilung des Druckes auf das Dichtelement 16. Bei einer zu niedrigen Anzahl der Klemmelemente 9, besteht die Gefahr, dass die Abdichtung nicht entsprechend des Anwendungsfalles ausreichend ist. Als besonders vorteilhaft erwiesen hat sich beim Einsatz der Ausrichtvorrichtung für Nennweiten bis 100 mm vier Klemmelemente 9 und bei Nennweiten größer 100 mm entsprechend mehr als vier Klemmelemente zu verwenden.
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Als Dichtelement 16 kommt, wie schon beschrieben, typischerweise eine Elastomer-Dichtung, wie bspw. ein O-Ring, ein Rundschnurring, ein Quad-Ring, eine Formdichtung oder ein Kantseal-Ring, bevorzugt zum Einsatz.
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Um eine vollständige Abdichtung des Inneren des Behälters gegenüber der Atmosphäre zu erzielen, ist neben der Abdichtung zwischen der ebenen und der keilförmig ausgebildeten Scheibe 5, 4, auch eine Abdichtung der Messsonde bzw. des Messgerätes 2, welches durch die erste Bohrung 6 der ebene Scheibe 5 geführt ist, nötig. Hierfür ist es zweckmäßig, die Außenwand der Messsonde, des durch die erste Bohrung 6 geführten Messgerätes 2 und die Innenwand der ersten Bohrung 6 der ebenen Scheibe 5 zueinander abzudichten.
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Besonders vorteilhaft ist es die Außenwand der Messsonde, mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung, bspw. einer Verschweißung, zur Innenwand der ersten Bohrung 6 hin abzudichten.
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Es versteht sich von selbst, dass diese Formen der Abdichtung nur dann realisiert sein müssen, wenn es der spezielle Anwendungsfall erfordert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ausrichtvorrichtung
- 2
- Messgerät
- 3
- Flansch
- 4
- Keilförmig ausgebildete Scheibe
- 5
- Ebene Scheibe
- 6
- Erste Bohrung
- 7
- Normale der Scheibenoberfläche
- 8
- Messsonde des Messgerätes
- 9
- Klemmelement
- 9a
- Endbereiche des Klemmelementes
- 10
- Führung
- 11
- Weitere Bohrung/Aussparung
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Öffnung der Führung
- 14
- Seitenwand der keilförmig ausgebildeten Scheibe
- 15
- Nut
- 16
- Dichtelement
- 17
- Überwurfmutter
- 18
- Gewinde
- 19
- Klemmscheibe
- 20
- Mutter des Klemmelements/Nutbolzen
- 21
- Kopf des Klemmelementes/Nutbolzen
- α
- Erster Winkel/Keilwinkel
- β
- Zweiter Winkel
- y
- y-Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007061571 A1 [0007]
