DE102013114142A1

DE102013114142A1 - Sensor device and sensor arrangement with a sensor device

Info

Publication number: DE102013114142A1
Application number: DE102013114142.0A
Authority: DE
Inventors: Dieter Schmidt
Original assignee: Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung sowie eine Sensoranordnung mit einer solchen Sensorvorrichtung. Die Sensorvorrichtung umfasst zumindest einen Messfühler (2) zum Erfassen eines physikalischen Parameters, bspw. eine Elektronikeinheit (3), einen elektrischen Anschluss (4) und ein Gehäuse (5), das die vorgenannten Komponenten jeweils ganz oder zumindest teilweise umfasst und das zumindest einen elastischen Abschnitt (6) aufweist.The present invention relates to a sensor device and a sensor arrangement with such a sensor device. The sensor device comprises at least one measuring sensor (2) for detecting a physical parameter, for example an electronic unit (3), an electrical connection (4) and a housing (5) which respectively completely or at least partially surrounds the aforementioned components and which at least one elastic portion (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung sowie eine Sensoranordnung mit einer solchen Sensorvorrichtung.The invention relates to a sensor device and a sensor arrangement with such a sensor device.

Aus dem Stand der Technik sind Messstellen oder Sensoranordnungen mit Sensoren bzw. Messfühlern zur Messung unterschiedlicher physikalischer Parameter mit einem starren Gehäuse bekannt. Sie sind in der Regel aus vielen Einzelteilen zusammengesetzt und mittels verschiedener Verbindungstechniken wie Stecken, Schrauben oder Schweißen miteinander verbunden. Für die Gehäuse werden oft Metalle, bevorzugt Edelstahl, oder auch kunststoffumspritzte Elektroniken oder kombinierte Kunststoff-Metall-Verbundteile verwendet. Die Teile müssen zum Schutz der empfindlichen Messfühler und Elektroniken gut gegeneinander abgedichtet sein, wofür bekannte Dichtungsmaterialien und Dichtungsformen wie Dichtungsringe aus Gummi verwendet werden.Measuring points or sensor arrangements with sensors or measuring sensors for measuring different physical parameters with a rigid housing are known from the prior art. They are usually composed of many individual parts and connected to each other by means of various joining techniques such as plugging, screwing or welding. For the housing often metals, preferably stainless steel, or plastic-coated electronics or combined plastic-metal composite parts are used. The parts must be well sealed against each other to protect the sensitive probes and electronics, using known sealing materials and seal types such as rubber gaskets.

Nachteilig hierbei ist, dass die Sensoranordnungen durch die Vielzahl der Teile kompliziert und dadurch teuer in der Herstellung sind. Messanordnungen zur Messung von Temperaturen sollen kompakt und kostengünstig und dabei leicht zu installieren sein.The disadvantage here is that the sensor arrays complicated by the large number of parts and thus are expensive to manufacture. Measurement arrangements for measuring temperatures should be compact and inexpensive and easy to install.

Im Stand der Technik werden außerdem kleine, schnell verlierbare Teile wie Dichtungsringe, Schrauben etc. eingesetzt, deren Ersatz zusätzliche Kosten verursacht.The prior art also uses small, quickly-lost parts such as gaskets, screws, etc., the replacement of which incurs additional costs.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sensorvorrichtung zu schaffen, die kompakt und dabei kostengünstig in der Herstellung und Erhaltung ist.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a sensor device that is compact and inexpensive to manufacture and maintain.

Diese Aufgabe wird durch eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a sensor device having the features of independent claim 1.

Die weitere Aufgabe, einen Sensor bzw. Messfühler sicher und einfach abgedichtet zu halten, wird durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 6 gelöst.The further object of reliably and simply sealing a sensor or sensor is achieved by a sensor arrangement having the features of the independent claim 6.

Bevorzugte Ausführungsformen der Sensorvorrichtung und der Sensoranordnung werden durch die Unteransprüche beschrieben.Preferred embodiments of the sensor device and the sensor arrangement are described by the subclaims.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Sensorvorrichtung weist einen Messfühler zum Erfassen eines physikalischen Parameters, vorzugsweise eine Elektronikeinheit, einen elektrischen Anschluss und ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse die vorgenannten Komponenten jeweils ganz oder zumindest teilweise umfasst. Mit „ganz oder teilweise“ ist dabei gemeint, dass beispielsweise ein Teil des Messfühlers im Gehäuse aufgenommen ist und ein anderer Teil herausragt – der Messfühler ist also nur teilweise in dem Gehäuse aufgenommen.An embodiment according to the invention of a sensor device has a measuring sensor for detecting a physical parameter, preferably an electronic unit, an electrical connection and a housing, wherein the housing in each case completely or at least partially comprises the abovementioned components. By "wholly or partially" is meant that, for example, a part of the sensor is received in the housing and another part protrudes - the sensor is thus only partially included in the housing.

Erfindungsgemäß weist das Gehäuse einen oder mehrere elastische Abschnitt(e) auf.According to the invention, the housing has one or more elastic sections (e).

Die Erfindung sieht bevorzugt vor, dass der elastische Abschnitt sich entlang der Längsrichtung des Gehäuses erstreckt: Damit kann entweder ein Teil des Gehäuses oder das gesamte Gehäuse entlang seiner Längsausrichtung elastisch sein. Das Gehäuse kann einstückig hergestellt sein, wodurch die Vorrichtung einerseits einfach hergestellt werden kann. Andererseits kann die Vorrichtung durch automatisierte Kunststoffverarbeitungsverfahren, wie bspw. Spritzgießen etc., kostengünstig hergestellt werden. Ein solches Gehäuse kann sehr einfach aufgebaut werden und muss nicht aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt werden.The invention preferably provides that the elastic portion extends along the longitudinal direction of the housing: Thus, either a part of the housing or the entire housing can be elastic along its longitudinal orientation. The housing may be made in one piece, whereby the device on the one hand can be easily made. On the other hand, the device can be produced inexpensively by automated plastics processing methods, such as, for example, injection molding, etc. Such a housing can be very simple and does not have to be assembled from several individual parts.

Der elastische Abschnitt des Gehäuses kann den elektrischen Anschluss abdichtend umgeben. Auch der Messfühler, der aus dem Gehäuse herausragt, kann durch ein vollständig elastisches Gehäuse gegenüber anderen Prozesskomponenten abgedichtet werden. Auf einzelne, schnell verlierbare Dichtungen kann somit verzichtet werden, da die elastischen Abschnitte des Gehäuses an den genannten Sensorteilen selbst abdichtend anliegen.The elastic portion of the housing may sealingly surround the electrical connection. The sensor, which protrudes from the housing, can be sealed by a completely elastic housing compared to other process components. On individual, quickly lost seals can thus be dispensed with, since the elastic portions of the housing abut sealingly against the said sensor parts.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann der elastische Abschnitt aus einem Material wie Verbundmaterial, z. B. ein PPT wie bspw. ein Kunststoff-Elastomer Kombinationen, bei denen harte Materialien (typisch Hartkunststoff oder Metall) mit flexiblen (z. B. Gummi) miteinander verspritzt werden.In one embodiment of the invention, the elastic portion of a material such as composite material, for. For example, a PPT such as a plastic elastomer combinations in which hard materials (typically hard plastic or metal) with flexible (eg., Rubber) are sprayed together.

Weitere bekannte Anwendungen solcher Materialkombinationen/Verbundmaterialien: z. B. Schwingungsdämpfer, Absperrventile etc.) oder besonders aus Silikon oder Gummi bestehen. Die Wahl des Materials ist abhängig von der am Messgehäuse vorherrschenden Temperatur. So eignet sich Gummi mehr für niedere Temperaturen, während Silikon auch zu höheren Temperaturen stabil bleibt. Alternativ kann das Gehäuse insgesamt aus einem der genannten elastischen Materialien bestehen. Diese Art von Gehäuse kann besonders kostengünstig hergestellt werden.Other known applications of such material combinations / composite materials: z. As vibration, shut-off valves, etc.) or especially made of silicone or rubber. The choice of the material depends on the temperature prevailing at the measuring housing. So rubber is more suitable for lower temperatures, while silicone remains stable to higher temperatures. Alternatively, the housing may consist entirely of one of said elastic materials. This type of housing can be made particularly inexpensive.

Der elastische Abschnitt kann in einer Ausführungsform einfach zylindrisch sein. Die geometrische Grundform des Gehäuses kann kreisförmig, rechteckig oder ein anderweitiges Polygon sein. Ferner kann der elastische Abschnitt ein Faltenbalg aufweisen, dessen Falten regelmäßig, z. B. sinusförmig oder dreiecksförmig sind, oder auch unregelmäßig vorliegen können. Diese Form begünstigt zusätzlich eine gute Elastizität des Gehäuses in Längsrichtung.The elastic portion may simply be cylindrical in one embodiment. The basic geometric shape of the housing may be circular, rectangular or another polygon. Further, the elastic portion may include a bellows, the folds regularly, z. B. sinusoidal or triangular, or may be irregular. This shape additionally favors a good elasticity of the housing in the longitudinal direction.

Die Erfindung kann vorsehen, dass innerhalb des Gehäuses ein Federelement vorliegt, das sich an der Deckfläche des Gehäuses innen und einem Lager abstützt, das an der Elektronikeinheit angeordnet ist. Als Deckfläche wird dabei ein einstückig mit dem Gehäuse verbundener Deckel verstanden, der den oberen Abschluss des Gehäuses zu weiteren Prozesskomponenten bilden kann. Das Federelement kann an der Oberseite des Gehäuses den elektrischen Anschluss umgeben. Das Federelement kann in einem eingebauten Zustand des Gehäuses einen Anpressdruck auf die Messelektronik erzeugen und damit den Messfühler besser halten und die thermische Anbindung desselben verbessern, wie im Folgenden noch erläutert wird.The invention may provide that within the housing there is a spring element, which is supported on the top surface of the housing inside and a bearing which is arranged on the electronic unit. In this case, the cover surface is understood to be a cover which is connected in one piece to the housing and which can form the upper end of the housing to form further process components. The spring element can surround the electrical connection at the top of the housing. The spring element can generate a contact pressure on the measuring electronics in an installed state of the housing and thus better hold the probe and improve the thermal connection of the same, as will be explained below.

Zur Erzeugung eines Anpressdrucks auf den Messfühler weist eine erfindungsgemäße Sensoranordnung eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung und ein Schutzrohr zum Einbau in ein Messgehäuse auf. Dabei hat die Sensorvorrichtung einen Befestigungsabschnitt, der an einem Befestigungsabschnitt des Schutzrohres dichtend an dem Schutzrohr befestigt ist.To generate a contact pressure on the measuring sensor, a sensor arrangement according to the invention has a sensor device according to the invention and a protective tube for installation in a measuring housing. In this case, the sensor device has a fastening portion, which is fastened to a mounting portion of the protective tube sealingly on the protective tube.

Das verwendete Schutzrohr kann dabei aus Einzelteilen geschweißt sein oder aus Vollmaterial hergestellt werden. Letzteres ermöglicht einen hohen Schutz für den Messfühler und kann kompakt hergestellt werden. Die Abmessungen des Schutzrohres werden je nach Anwendung, u. a. zu messendem Medium angepasst. Je dünner das Schutzrohr im Bereich der Messfühlerspitze ist, desto kürzer ist die thermische Ansprechzeit und desto genauer kann gemessen werden. Bei aggressiven Medien ist es von Vorteil im Hinblick auf die Lebensdauer des Messfühlers ein dickeres Schutzrohr zu wählen.The protective tube used can be welded from individual parts or made of solid material. The latter allows high protection for the probe and can be made compact. The dimensions of the protective tube are depending on the application, u. a. adapted to the medium to be measured. The thinner the thermowell in the area of the probe tip, the shorter the thermal response time and the more accurate the measurement can be. In the case of aggressive media, it is advantageous to choose a thicker protective tube with regard to the service life of the sensor.

Daraus resultiert insbesondere ein guter thermischer Kontakt der Messfühlerspitze in Verbindung mit dem Schutzrohr, bedingt durch die mechanische Verformung des Gehäuses, von Gehäuseteilen und die daraus resultierende Federkraft auf das Messfühlerelement an sich. Damit kann der Messfühler gut geschützt werden und Messwert verfälschende thermische Effekte minimiert werden. Für einen Anwender ist die erfindungsgemäße Anordnung einfach zu montieren und leicht zu wechseln, z. B. für eine Re-Kalibrierung oder einen Tausch des verwendeten Messfühlers.This results in particular in a good thermal contact of the probe tip in conjunction with the protective tube, due to the mechanical deformation of the housing, of housing parts and the resulting spring force on the probe element itself. Thus, the sensor can be well protected and measured value distorting thermal effects can be minimized. For a user, the inventive arrangement is easy to install and easy to change, for. B. for a re-calibration or replacement of the probe used.

Damit das Gehäuse fest mit dem Schutzrohr verbunden werden kann, sieht die Erfindung vor, dass der Befestigungsabschnitt des Gehäuses ein Innengewinde oder Außengewinde aufweist, das in ein Außengewinde oder ein Innengewinde des Befestigungsabschnitts des Schutzrohres eingreift. Die Steigungen der Gewinde korrespondieren dabei, wodurch die Sensoranordnung zusätzlich abgedichtet wird. Die innen liegenden empfindlichen Messfühlerteile und -elektronik werden zuverlässig vor äußeren Einflüssen, wie z. B. Nässe geschützt.In order for the housing to be firmly connected to the protective tube, the invention provides that the fastening section of the housing has an internal thread or external thread which engages in an external thread or an internal thread of the fastening section of the protective tube. The pitches of the threads correspond, whereby the sensor arrangement is additionally sealed. The internal sensitive sensor parts and electronics are reliably protected against external influences, such. B. moisture protected.

In einer Weiterbildung kann die Erfindung vorsehen, dass der Befestigungsabschnitt des Gehäuses an seiner Innenseite einen oder mehr Rasthaken aufweist, der/die mit dem Befestigungsabschnitt des Schutzrohres verrastet werden kann/können. Diese Rasthaken können z. B. ebenfalls durch Verbundmaterialien (s. o.) realisiert werden. Dazu kann der Befestigungsabschnitt des Schutzrohres Gegenlager oder spezielle Kanten aufweisen in die die Rasthaken eingreifen können. Eine gerade Anzahl an Rasthaken kann hierbei eine Verbindungsstabilität bieten. In einer alternativen Ausführungsform kann auch nur ein Rasthaken und eine gegenüber an dem Gehäuse angeordnete Haltenase vorgesehen sein.In a further development, the invention can provide that the fastening section of the housing has on its inside one or more snap-in hooks which can / can be latched to the fastening section of the protective tube. These latching hooks can z. B. also by composite materials (s o.) Can be realized. For this purpose, the attachment portion of the protective tube may have counter bearings or special edges into which the latching hooks can engage. An even number of snap hooks can offer a connection stability. In an alternative embodiment, only one latching hook and a retaining lug arranged opposite the housing may be provided.

Damit die Rasthaken leicht zu lösen bzw. bedienen sind, kann der Befestigungsabschnitt einen oder mehr verdickte Wandungsbereiche aufweisen. Die verdickten Wandungsbereiche liegen sinnvoll im Bereich des Befestigungsabschnitts dort vor, wo innenseitig Rasthaken angeordnet sind. Rasthaken, die als Federelemente mit Widerhaken am freien Ende ausgebildet sind, bilden sehr einfache und zuverlässige Befestigungselemente für das Gehäuse. Durch das erfindungsgemäße Gehäuse, das den elektrischen Anschluss umfänglich umgibt, die Ausgestaltung des Befestigungsabschnitts und dem mittels des Gehäuses erzeugte Anpressdruck auf den Messfühler, kann dieser gut gehalten, geschützt und zu zwei Seiten abgedichtet werden. Durch die Erfindung kann eine kostenoptimierte Sensoranordnung hergestellt werden, wobei das Gehäuse neben dem Schutz der Elektronik gleichzeitig Dichtfunktionen, Prozessanschluss und den mechanischen Anpressdruck zur Erzielung eines guten thermischen Kontakts bei Verwendung eines Schutzrohrs ermöglicht. Ferner ist die gesamte Anordnung leicht zu installieren und für Reparaturmaßnahmen einfach auseinander zu nehmen; Dichtungsringe oder andere Kleinteile können nicht mehr verloren gehen.So that the latching hooks can be easily detached or operated, the fastening section can have one or more thickened wall regions. The thickened wall regions are expedient in the region of the fastening section in front, where latching hooks are arranged on the inside. Latch hooks, which are designed as spring elements with barbs at the free end, form very simple and reliable fastening elements for the housing. Due to the housing according to the invention, which surrounds the electrical connection circumferentially, the configuration of the attachment portion and the contact pressure generated by the housing on the probe, this can be kept well, protected and sealed on two sides. By the invention can be made a cost-optimized sensor arrangement, wherein the housing in addition to the protection of the electronics simultaneously sealing functions, process connection and the mechanical contact pressure to achieve a good thermal contact when using a protective tube allows. Furthermore, the entire assembly is easy to install and easy to dismantle for repair; Sealing rings or other small parts can not be lost anymore.

Weitere Ausführungsformen, sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung deutlich und besser verständlich. Unterstützend hierbei ist auch der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung. Gegenstände oder Teile derselben, die im Wesentlichen gleich oder sehr ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Es zeigt:Other embodiments, as well as some of the advantages associated with these and other embodiments, will become apparent and better understood by the following detailed description. Supporting here is the reference to the figures in the description. Items or parts thereof that are substantially the same or very similar may be given the same reference numerals. It shows:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, 1 a schematic longitudinal section through a first embodiment of a sensor device according to the invention,

2 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, 2 a longitudinal section through a further embodiment of the sensor device according to the invention,

3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Sensorvorrichtung, 3 a longitudinal section through a third embodiment of the sensor device,

4 einen Längsschnitt durch eine weitere, alternative Ausführungsform der Sensorvorrichtung, 4 a longitudinal section through a further alternative embodiment of the sensor device,

5 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Sensoranordnung mit der Sensorvorrichtung vor einem Einbau in ein Messgehäuse, 5 a longitudinal section through a sensor arrangement according to the invention with the sensor device before installation in a measuring housing,

6 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Sensoranordnung mit der Sensorvorrichtung nach dem Einbau in das Messrohr, 6 a longitudinal section through the sensor arrangement according to the invention with the sensor device after installation in the measuring tube,

7 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung mit der Sensorvorrichtung nach 2, und 7 a longitudinal section through the sensor device according to the invention with the sensor device according to 2 , and

8 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung mit der Sensorvorrichtung nach 3. 8th a longitudinal section through the sensor device according to the invention with the sensor device according to 3 ,

1 zeigt eine Sensorvorrichtung 1 mit einem Messfühler 2, der bei Bedarf mit einer Elektronikeinheit 3 und ferner einem elektrischem Anschluss 4 verbunden ist. Ein solcher Aufbau / Gehäuse kann auch mit außenliegender bzw. gänzlich ohne Elektronikeinheit realisiert werden (z. B. Kompaktthermometer ohne Trasnmitter). Der elektrische Anschluss 4 kann ein beliebiger Stecker sein, der als integrierter Anschluss z. B. zu einer Mess- und Steuerelektronik dient, welche darüber mit der Sensorvorrichtung verbunden werden kann. Als Größe kann bspw. M12 oder auch jede andere geeignete Steckergröße genutzt werden, insbesondere falls mehr als ein Messfühler 2 in der Sensorvorrichtung 1 integriert werden sollen. 1 shows a sensor device 1 with a probe 2 that if necessary with an electronics unit 3 and further an electrical connection 4 connected is. Such a construction / housing can also be realized with external or completely without electronic unit (eg compact thermometer without Trasnmitter). The electrical connection 4 can be any plug that can be used as an integrated port z. B. is used to a measurement and control electronics, which can be connected to the sensor device. As a size, for example, M12 or any other suitable plug size can be used, especially if more than one sensor 2 in the sensor device 1 to be integrated.

Der hier dargestellte Messfühler 2 ist als länglicher Stab ausgebildet und umfasst ein an seiner der Elektronikeinheit 3 abgewandten Spitze anliegendes Kompaktthermometer. Bspw. kann das Kompaktthermometer ein Widerstandsthermometer wie ein Pt100 sein. Es sind auch andere Messfühler oder Sensoren beliebig in die Sensorvorrichtung einzusetzen, wie bspw. andere Temperatursensoren, Drucksensoren, Frequenz- oder Beschleunigungsmesssensoren oder Messfühler zu Messung des pH-Wertes eines Fluids.The sensor shown here 2 is formed as an elongated rod and includes a at its the electronics unit 3 remote tip compact thermometer. For example. The compact thermometer can be a resistance thermometer like a Pt100. Other sensors or sensors may also be used as desired in the sensor device, such as, for example, other temperature sensors, pressure sensors, frequency or acceleration measuring sensors or measuring sensors for measuring the pH value of a fluid.

Das Gehäuse 5 der Sensorvorrichtung 1 ist einstückig und hier beispielhaft zylindrisch. Es besteht aus Silikon oder einem anderen Material mit vergleichbaren elastischen Eigenschaften.The housing 5 the sensor device 1 is one-piece and here exemplary cylindrical. It is made of silicone or another material with comparable elastic properties.

Das Gehäuse 5 hat einen elastischen Abschnitt 6, der in 1 einen Faltenbalg 7 umfasst. Durch den Faltenbalg 7 kann der elastische Abschnitt 6 in Längsrichtung der Sensorvorrichtung 1 gedehnt oder gestaucht werden.The housing 5 has an elastic section 6 who in 1 a bellows 7 includes. Through the bellows 7 can the elastic section 6 in the longitudinal direction of the sensor device 1 stretched or compressed.

An einem oberen Ende ist der elektrische Anschluss 4 in seinem Umfang von einer Gehäusedeckfläche 8 umgeben und durch diesen auch abgedichtet gehalten. An der Gehäusedeckfläche 8 liegt innenseitig ein Lager 10 an. Dieses kann, wie hier zu sehen, eine flache Scheibe sein. Es ist hier so bemessen, dass der Durchmesser des Lagers 10 etwas kleiner ist, als ein Innendurchmesser des Gehäuses 5.At an upper end is the electrical connection 4 in its scope of a housing cover 8th surrounded and kept sealed by this. On the housing cover 8th There is a bearing on the inside 10 at. This can, as seen here, be a flat disc. It is sized here so that the diameter of the bearing 10 is slightly smaller than an inner diameter of the housing 5 ,

In einem unteren Bereich des Gehäuses 5 ist ein Befestigungsabschnitt 9 vorgesehen, der in 1 ein Innengewinde 13a aufweist. Die Anzahl der Windungen bestimmt sich dabei nach den jeweiligen Abmessungen des Gehäuses 5 und der durch das Gewinde erzeugten gewünschten Dichtfunktion. Der Befestigungsabschnitt 9 dient als Gegenstück, um mit einem Schutzrohr 15 (siehe auch 5 und 6) als Prozessanschluss an eine entsprechende Verbindungseinrichtung angeschlossen zu werden. In a lower area of the housing 5 is a mounting section 9 provided in 1 an internal thread 13a having. The number of turns is determined by the dimensions of the housing 5 and the desired sealing function produced by the thread. The attachment section 9 serves as a counterpart to using a protective tube 15 (see also 5 and 6 ) to be connected as a process connection to a corresponding connection device.

2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Gehäuses 5. Hierbei ist der elastische Abschnitt 6 glattzylindrisch. Allein durch das gewählte Material des Gehäuses 5 kann der elastische Abschnitt auch in dieser Form gedehnt oder gestaucht werden. Die Pfeile in Längsrichtung zeigen dabei die mögliche Dehnungsrichtung des Gehäuses 5. Wiederum ist am Befestigungsabschnitt 9 ein Innengewinde 13a vorgesehen. 2 shows an alternative embodiment of the housing 5 , Here is the elastic portion 6 smooth cylindrical. Alone through the chosen material of the housing 5 the elastic portion can also be stretched or compressed in this form. The arrows in the longitudinal direction show the possible direction of expansion of the housing 5 , Again, at the attachment section 9 an internal thread 13a intended.

Innerhalb des Gehäuses 5 ist an einer Unterseite des Gehäusedeckels 8 ein Federelement 11 gelagert, das an einer Oberseite des Lagers 10 sein Gegenlager findet. Das Federelement 11 ist in 2 eine Spiralfeder, kann aber auch eine geeignete andere Federform aufweisen. Beim Einbau der Sensorvorrichtung 1 in ein Gegenstück über das Federelement 11 wird eine mechanische Anpresskraft auf den oberen Teil des Lagers 10 ausgeübt und dadurch eine Dichtung herbeigeführt.Inside the case 5 is at an underside of the housing cover 8th a spring element 11 stored at a top of the camp 10 find his counter bearing. The spring element 11 is in 2 a coil spring, but may also have a suitable other spring shape. When installing the sensor device 1 in a counterpart on the spring element 11 is a mechanical contact force on the upper part of the bearing 10 exercised and thereby brought about a seal.

In 3 ist eine dritte Ausführungsform der Sensorvorrichtung 1 dargestellt, die ebenfalls einen glattzylindrischen elastischen Abschnitt 6 aufweist. Im Befestigungsabschnitt 9 sind an einer Innenseite zwei Rastfedern 12 vorgesehen, die von außen durch eine einen verdickten Wandungsbereich 12a bedient werden kann. Zum Bedienen der Rastfedern 12 können zu beiden Seiten die verdickten Wandungsbereiche 12a nach innen gedrückt werden, und die Rastfedern so von einem Gegenstück gelöst werden.In 3 is a third embodiment of the sensor device 1 shown, which also has a smooth cylindrical elastic portion 6 having. In the attachment section 9 are on one inside two detent springs 12 provided from the outside by a thickened wall area 12a can be served. To operate the detent springs 12 can on both sides of the thickened wall areas 12a pressed inward, and the detent springs are released from a counterpart so.

4 zeigt eine vierte Möglichkeit, die Sensorvorrichtung 1 auszubilden, wobei der elastische Abschnitt 6 wiederum glattzylindrisch ist. Der Befestigungsabschnitt 9 ist als Innengewinde 13b ausgebildet und im Vergleich zu dem als Außengewinde 13a ausgebildeten Befestigungsabschnitt 9 in 1 und 2 im Durchmesser schmaler. Der Befestigungsabschnitt 9 weist hier eine Bohrung 13c auf, durch die der Messfühler 2 geführt ist. 4 shows a fourth possibility, the sensor device 1 form, wherein the elastic portion 6 again smooth cylindrical. The attachment section 9 is as internal thread 13b trained and compared to the external thread 13a trained attachment section 9 in 1 and 2 narrower in diameter. The attachment section 9 has a hole here 13c on, through which the sensor 2 is guided.

5 zeigt eine Sensoranordnung, mit dem Gehäuse 5 kurz vor dem Einbau. Hierbei ist ein Messgehäuse 14 vorgesehen, dessen Wandung hier dargestellt ist. Durch eine Bohrung 14a ist ein Schutzrohr 15 geführt, das in der 5 von oben kommend in einen Innenraum A des Messgehäuses 14 hineinragt. Mittels einer Dichtung 16, wie beispielsweise einer Lotnaht oder Schweißnaht, ist das Schutzrohr 15 in der Wandung des Messgehäuses 14 dichtend gehalten. Das Schutzrohr 15 ragt einen vorbestimmten Abstand über die Außenfläche des Messgehäuses 14 hinaus. Die Sensorvorrichtung 1 ist von oben in 5 kommend eingeschoben, so dass der Messfühler 2 mit seiner Spitze in eine Spitze des Schutzrohres 15 hinein ragt. Das Schutzrohr 15 weist an seinem dem Gehäuse 5 zugewandten Ende einen Befestigungsabschnitt 17 auf. In 5 ist der Befestigungsabschnitt 17 mit einem Außengewinde 17a versehen, dessen Steigung so bemessen ist, dass das Innengewinde 13a des Gehäuses 5 nahtlos eingreifen kann. Wie in 5 ersichtlich ist, ist das Gehäuse 5 durch Drehen der beiden Gewinde 13a, 17a bis auf eine beispielhafte letzte Windung eingedreht. Das Gehäuse 5 steht dabei nicht unter Spannung. 5 shows a sensor assembly with the housing 5 just before installation. Here is a measuring housing 14 provided, the wall is shown here. Through a hole 14a is a protective tube 15 led in the 5 Coming from above into an interior A of the measuring housing 14 protrudes. By means of a seal 16 , such as a solder seam or weld, is the protective tube 15 in the wall of the measuring housing 14 kept sealed. The protective tube 15 protrudes a predetermined distance over the outer surface of the measuring housing 14 out. The sensor device 1 is from the top in 5 Coming inserted, leaving the probe 2 with its tip in a tip of the protective tube 15 protrudes into it. The protective tube 15 indicates at its the housing 5 facing end a mounting portion 17 on. In 5 is the attachment section 17 with an external thread 17a provided whose pitch is such that the internal thread 13a of the housing 5 can intervene seamlessly. As in 5 it can be seen, is the housing 5 by turning the two threads 13a . 17a screwed down to an exemplary last turn. The housing 5 is not under tension.

Das Gehäuse 5 reicht von seiner Längsausdehnung im entspannten Zustand nicht bis ganz zur Oberfläche des Messgehäuses 14 hin. Es verbleibt ein Federweg F, um den das Gehäuse 5 zum Messgehäuse 14 im Folgenden Abschluss des Einbaus gedehnt wird.The housing 5 does not extend from its longitudinal extent in the relaxed state to the surface of the measuring housing 14 out. There remains a spring travel F to the housing 5 to the measuring housing 14 in the following conclusion of the installation is stretched.

Um das Gehäuse 5 nun in seine Einbauposition zu bringen, ist in 6 dargestellt, dass mittels weiterem Eindrehen des Gehäuses 5 der Abstand der letzten Gewindewindung ein Federweg F überwunden wird, der das Gehäuse 5 unter Spannung bringt. Die Länge des Federwegs F ist durch das verwendete Material im Zusammenspiel mit der erforderlichen Abdichtung bestimmt. Durch Zudrehen und damit Befestigen des Gehäuses 5 an dem Befestigungsabschnitt 17 des Schutzrohres 15 wird ein Anpressdruck der Sensorspitze im Schutzrohr 15 gerade durch die elastische Form des Gehäuses 5 bzw. dessen elastische Verformung in Längsrichtung erzeugt. Insbesondere dehnt sich, wie durch die Pfeile in 6 verdeutlicht wird, der elastische Abschnitt 6.To the case 5 now in its installation position, is in 6 shown that by further screwing the housing 5 the distance of the last thread wind a spring travel F is overcome, the housing 5 puts you under tension. The length of the spring travel F is determined by the material used in conjunction with the required seal. By screwing and thus securing the housing 5 at the attachment portion 17 of the protective tube 15 becomes a contact pressure of the sensor tip in the protective tube 15 just by the elastic shape of the housing 5 or generates its elastic deformation in the longitudinal direction. In particular, as shown by the arrows in 6 is clarified, the elastic section 6 ,

In 6 ist der elastische Abschnitt 6 im Vergleich zur 5 dünner dargestellt. Die Gehäusedeckfläche 8, die den elektrischen Anschluss 4 umgibt, drückt auf die Oberseite des Lagers 10. Durch Zudrehen des Gewindes 13a am Befestigungsabschnitt 17 wird somit der Anpressdruck erzeugt. Neben einer festen Halterung des Sensorinnenteils bestehend im Wesentlichen aus Messfühler 2 und Elektronikeinheit 3 wird die gesamte Struktur fest im Gehäuse gehalten und abgedichtet. So ist durch die Verformung des Gehäuses 5 einerseits gegeben, dass sich eine Abdichtung zwischen elektrischem Anschluss 4 und der Elektronikeinheit 3 ergibt, sowie andererseits eine Abdichtung zur Bohrung 14a im Gehäuse 14 zwischen Schutzrohr 15 und dem Sensorinnenteil. Eine separate Dichtung, wie beispielsweise ein Dichtring wird nicht mehr benötigt.In 6 is the elastic section 6 in comparison to 5 shown thinner. The housing cover 8th that the electrical connection 4 surrounds, presses on the top of the bearing 10 , By turning the thread 13a at the attachment section 17 Thus, the contact pressure is generated. In addition to a fixed support of the sensor inner part consisting essentially of sensor 2 and electronics unit 3 the entire structure is firmly held in the housing and sealed. This is due to the deformation of the housing 5 given on the one hand, that a seal between electrical connection 4 and the electronics unit 3 results, as well as on the other hand, a seal for drilling 14a in the case 14 between protective tube 15 and the sensor inner part. A separate seal, such as a sealing ring is no longer needed.

6 bis 8 zeigen hierbei unterschiedliche Gehäuseformen in ihrem eingebauten Zustand. Wie beschrieben, ist in 6 eine Befestigung mittels zweier zueinander korrespondierender Gewinde vorgesehen. 6 to 8th show here different housing forms in their installed state. As described, is in 6 an attachment provided by means of two mutually corresponding threads.

In 7 ist ein Gehäuse 5 gemäß 3 dargestellt, wobei sich die Rasthaken 12 unter die Befestigungsvorrichtung 17, die hier die Form eines zylindrischen Blocks aufweist, einhaken. Eine Bedienung der Rasthaken 12 erfolgt hierbei über die verdickt ausgebildete Wandungsbereiche 12a, die mittels seitlichen Eindrücken einfach die Rasthaken 12 aus ihrer Position lösen können. Zum Einbau wird hierbei einfach mittels der verdickten Wandung 12a das Gehäuse 5 nach unten gezogen, wonach die Rasthaken 12 einfach einrasten. Wie die Pfeile verdeutlichen, erfolgt eine Dehnung des Gehäuses 5 vor allen Dingen im elastischen Abschnitt 6. Die Ausdehnung des elastischen Abschnitts 6 ist hierbei abhängig von der Länge des zu überwindenden Federwegs F und auch des Gehäuses 5 selbst. Auch hier ergibt sich wiederum eine Federwirkung durch die Elastizität bzw. die elastische Verformung des Gehäuses 5.In 7 is a housing 5 according to 3 shown, with the latch hooks 12 under the fastening device 17 , which here has the shape of a cylindrical block, hook. An operation of the locking hooks 12 takes place here over the thickened trained wall areas 12a , which by means of lateral impressions simply the latch hooks 12 can solve their position. For installation, this is done simply by means of the thickened wall 12a the housing 5 pulled down, after which the locking hooks 12 just click into place. As the arrows illustrate, the housing is stretched 5 especially in the elastic section 6 , The extension of the elastic section 6 is dependent on the length of the spring travel F to be overcome and also of the housing 5 Even here again results in a spring action by the elasticity or the elastic deformation of the housing 5 ,

8 zeigt eine Gehäuseform aus 4, wobei der Befestigungsabschnitt 9 des Gehäuses 5 ein Innengewinde 13b ist. Das Innengewinde 13b greift in den Befestigungsabschnitt 17 des Schutzrohres 15, hier ein Außengewinde 18 ein. Eine Federwirkung des gesamten Gehäuses wird auch hier wieder über den elastischen Abschnitt 6 ermöglicht. Um das Gehäuse 5 korrekt in der Befestigungsvorrichtung 17 zu befestigen, wird das Gehäuse 5 über das Außengewinde 13b in das Innengewinde 18 einfach eingeschraubt. Sind beide Gewinde vollständig miteinander verbunden bzw. eingedreht, ergibt sich wie schon beschrieben eine Dehnung des elastischen Abschnitts 6 in den durch die Pfeile gezeigten Bereich, wodurch der Anpressdruck auf die Sensorspitze im Schutzrohr erzeugt wird. 8th shows a housing shape 4 , wherein the attachment portion 9 of the housing 5 an internal thread 13b is. The internal thread 13b engages in the attachment section 17 of the protective tube 15 , here an external thread 18 one. A spring action of the entire housing is again on the elastic section 6 allows. To the case 5 correctly in the fastening device 17 to attach, the housing becomes 5 over the external thread 13b in the internal thread 18 simply screwed in. If both threads are completely connected or screwed together, as already described results in an elongation of the elastic portion 6 in the area shown by the arrows, whereby the contact pressure is generated on the sensor tip in the protective tube.

Dadurch, dass das gesamte Gehäuse 5 aus dem elastischen Material hergestellt sein kann, können der Messfühler 2 sowie dessen Elektronik 3 optimal nach außen hin abgedichtet werden. Bezugszeichenliste 1 Sensorvorrichtung 2 Messfühler 3 Elektronikeinheit 4 Elektrischer Anschluss 5 Gehäuse 6 Elastischer Abschnitt 7 Faltenbalg 8 Gehäusedeckfläche 9 Befestigungsabschnitt Gehäuse 10 Lager 11 Feder 12 Rasthaken 12a verdickter Wandungsbereich 13a Innengewinde 13b Außengewinde 14 Messgehäuse 15 Schutzrohr 16 Dichtung 17 Befestigungsabschnitt Schutzrohr 17a Außengewinde 17b Innengewinde By doing that, the entire case 5 can be made of the elastic material, the probe can 2 and its electronics 3 be sealed optimally to the outside. LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 sensor device 2 probe 3 electronics unit 4 Electrical connection 5 casing 6 Elastic section 7 bellow 8th Housing cover surface 9 Attachment section housing 10 camp 11 feather 12 latch hook 12a thickened wall area 13a inner thread 13b external thread 14 measuring housing 15 thermowell 16 poetry 17 Fixing section of protection tube 17a external thread 17b inner thread

Claims

Sensor device ( 1 ), which at least - a sensor ( 2 ) for detecting a physical parameter, in particular an electronic unit ( 3 ), - an electrical connection ( 4 ) and - a housing ( 5 ), wherein the housing ( 5 ) the aforementioned components in each case completely or at least partially, characterized in that the housing ( 5 ) at least one elastic section ( 6 ) having.

Sensor device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that - the at least one elastic portion ( 6 ) along the longitudinal direction of the housing ( 5 ), and / or - the entire housing ( 5 ) is elastic along its longitudinal orientation, and / or - the at least one elastic portion ( 6 ) of the housing ( 5 ) the electrical connection ( 4 ) surrounds sealingly.

Sensor device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic portion ( 6 ) and / or the housing ( 5 ) consists of an elastic material, preferably of a composite material or of silicone.

Sensor device ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the elastic portion ( 6 ) a bellows ( 7 ) having.

Sensor device ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that - within the housing a spring element ( 11 ), which is located on the top surface of the housing ( 5 ) inside and a warehouse ( 10 ) supported on the electronics unit ( 3 ) is arranged, wherein the spring element ( 11 ) on the cover side of the housing ( 5 ) the electrical connection ( 4 ) surrounds.

Sensor arrangement comprising a sensor device according to at least one of claims 1 to 5 and a protective tube ( 15 ) for installation in a measuring housing ( 14 ), wherein the housing ( 5 ) an attachment portion ( 9 ), which sealingly at a mounting portion ( 17 ) of the protective tube ( 15 ) is attached.

Sensor arrangement according to claim 6, characterized in that the fixing section ( 9 ) of the housing ( 5 ) an internal thread ( 13a ) or external thread ( 13b ), which in an external thread ( 17a ) or an internal thread ( 17b ) of the attachment section ( 17 ) of the protective tube ( 15 ) intervenes.

Sensor arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that the fixing portion ( 9 ) of the housing ( 5 ) on its inside at least one latching hook ( 12 ) which is connected to the attachment section ( 17 ) of the protective tube ( 15 ) is latched.

Sensor arrangement according to claim 8, characterized in that the fastening portion ( 9 ) at least one thickened wall area ( 12a ), which preferably at the portion of the attachment portion ( 9 ) is present at which the latch hook ( 12 ) is arranged.