DE102013216524B3

DE102013216524B3 - Pressure transmitter with rotatable housing sleeve

Info

Publication number: DE102013216524B3
Application number: DE102013216524.2A
Authority: DE
Inventors: Fabian Kuhnhäuser
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2014-10-02
Anticipated expiration: 2033-08-22
Also published as: CN105683731A; WO2015024889A1; CN105683731B

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Druckmessumformer für die Prozessmesstechnik zur Messung des Drucks eines Prozessmediums, mit einem metallischen Prozessanschluss (20) zur mechanischen Verbindung mit einem das Prozessmedium beinhaltenden Behältnis und einem Gehäuse (10), das einen zylinderförmigen Gehäuseabschnitt aus einem Blechmantel (11) aufweist, der mit dem Prozessanschluss (20) verbunden ist. Dabei ist die Verbindung zwischen Gehäuse (10) und Prozessanschluss (20) mindestens spritzwasserdicht ist, um eine im Innenraum des Gehäuses (10) angeordnete Druckmesszelle (2) sowie Mess- und Auswerteelektronik (3) zu schützen. Damit das Gehäuse gegenüber dem Prozessanschluss verdrehbar ist, der Druckmessumformer gleichzeitig aber einfach herstellbar sein soll, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Abschnitt (12) des Blechmantels (11) einen zylinderförmigen Abschnitt des Prozessanschlusses (20) in einem Überlappungsbereich (4) überragt und dass der Prozessanschluss (20) im Überlappungsbereich (4) eine erste Ringnut (25) aufweist, in die eine durch Umformen des Blechmantels (11) erzeugte Verformung (15) hineinragt, wodurch das Gehäuse (10) gegenüber dem Prozessanschluss (20) drehbar, aber in axialer Richtung fixiert ist.Shown and described is a pressure transmitter for process measurement technology for measuring the pressure of a process medium, with a metallic process connection (20) for mechanical connection to a container containing the process medium and a housing (10) which has a cylindrical housing section made of a sheet metal jacket (11) , which is connected to the process connection (20). The connection between the housing (10) and the process connection (20) is at least splash-proof in order to protect a pressure measuring cell (2) and measuring and evaluation electronics (3) arranged in the interior of the housing (10). So that the housing can be rotated relative to the process connection, but the pressure transmitter should be simple to manufacture at the same time, the invention provides that a section (12) of the sheet metal jacket (11) projects beyond a cylindrical section of the process connection (20) in an overlap area (4) and that the process connection (20) in the overlap region (4) has a first annular groove (25) into which a deformation (15) generated by shaping the sheet metal jacket (11) protrudes, whereby the housing (10) is rotatable relative to the process connection (20), but is fixed in the axial direction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmessumformer für die Prozessmesstechnik zur Messung des Drucks eines Prozessmediums nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckmessumformers. The invention relates to a pressure transmitter for process measuring technology for measuring the pressure of a process medium according to the preamble of claim 1 and a method for producing such a pressure transducer.

Druckmessumformer der in Rede stehenden Art sind seit längerem bekannt und werden beispielsweise in vielen Bereichen der Prozessmesstechnik zur messtechnischen Prozessbeobachtung eingesetzt. Derartige Messgeräte werden von der Anmelderin bspw. unter den Gerätebezeichnungen PNxx hergestellt und in Verkehr gebracht. Die Messbereiche gehen derzeit üblicherweise bis 400 bar. Pressure transmitters of the type in question have long been known and are used, for example, in many areas of process measurement for metrological process monitoring. Such measuring devices are manufactured by the applicant, for example, under the device name PNxx and placed on the market. The measuring ranges are currently usually up to 400 bar.

In der Praxis ergibt sich häufig die Situation, dass das Messgerät nach dem Verbinden mit einem das zu messende Medium beinhaltenden Behälter – bspw. eines Tanks –, einer Rohrleitung oder dergleichen nicht in einer gewünschten Richtung ausgerichtet ist. So ist dann bspw. das Verbinden eines Kabels mit einem seitlich am Messgerät angeordneten Steckeranschluss erschwert oder das Ablesen eines Display ungünstig. Aber auch bei rotationssymmetrischen Messgeräten kann es Schwierigkeiten beim Anschluss eines Kabels mit abgewinkelter Kabeldose geben. In solchen Fällen ergibt sich der Bedarf, das Messgerät drehen und damit wie gewünscht ausrichten zu können, ohne die bereits hergestellte Verbindung des Messgeräts mit dem Behälter zu lösen. In practice, the situation often arises that the measuring device is not aligned in a desired direction after being connected to a container containing the medium to be measured, for example a tank, a pipeline or the like. Thus, for example, the connection of a cable with a laterally arranged on the meter connector connection difficult or reading a display unfavorable. But even with rotationally symmetrical measuring devices, there may be difficulties in connecting a cable with angled cable socket. In such cases, there is a need to be able to turn the meter and align it as desired without loosening the already established connection of the meter to the container.

Hierzu macht die DE 10 2011 050 455 A1 den Vorschlag, den Prozessanschluss und das darauf aufgeschobene Gehäuse mit Hilfe von Ringnuten und einem mit den Ringnuten zusammenwirkenden, kraftbeaufschlagten Ring axial aneinander zu fesseln. Nachteilig ist hier jedoch der vergleichsweise aufwendige Aufbau, was letztlich zu erhöhten Herstellkosten führt. For this makes the DE 10 2011 050 455 A1 the suggestion, the process connection and the deferred housing by means of annular grooves and a cooperating with the annular grooves, kraftbeaufschlagten ring axially to bind together. The disadvantage here, however, the comparatively complex structure, which ultimately leads to increased manufacturing costs.

Eine ähnliche Ausführung ist der DE 102 32 088 A1 zu entnehmen. Auch hier ist zur axialen Fixierung der beiden zueinander drehbaren Teile ein Ring vorgesehen, der sich jeweils in dafür vorgesehene Ringnuten in Eingriff befindet. A similar design is the DE 102 32 088 A1 refer to. Again, a ring is provided for the axial fixation of the two mutually rotatable parts, which is in each case in designated annular grooves in engagement.

Aus der DE 102 12 767 A1 ist ein Messumformer bekannt, dessen Gehäuse gegenüber dem Prozessanschluss verdrehbar ist. Die Verdrehbarkeit wird mittels einer Schnappverbindung realisiert, nämlich durch Einschnappen des nach einwärts vorspringenden Endrandes des Gehäuses in die Ringnut am Prozessanschluss. Alternativ ist auch hier eine Ausführung mit einem Sicherungsring vorgesehen.From the DE 102 12 767 A1 a transmitter is known whose housing is rotatable relative to the process connection. The rotatability is realized by means of a snap connection, namely by snapping the inwardly projecting end edge of the housing into the annular groove on the process connection. Alternatively, an embodiment with a locking ring is also provided here.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Druckmessumformer vorzuschlagen, der den Vorteil der Verdrehbarkeit aufweist, gleichzeitig aber einfach herstellbar ist. The object of the invention is therefore to propose a pressure transducer, which has the advantage of twistability, but at the same time is easy to produce.

Die aufgezeigte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckmessumformer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckmessumformers mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben. The indicated object is achieved by a pressure transducer with the features of claim 1 and by a method for producing such a pressure transducer with the features of claim 9. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Kern der Erfindung ist es, dass der Blechmantel des Gehäuses eine durch einen Umformvorgang hervorgerufene Verformung aufweist, die in eine erste Ringnut des Prozessanschlusses hineinragt. Dafür ist es notwendig, dass sich das Gehäuse und der Prozessanschluss zumindest in einem Abschnitt überlappen. Durch diese Umformung, die die Form einer umlaufenden, nach innen gerichteten Wulst hat, ist die axiale Beweglichkeit des Gehäuses gegenüber dem Prozessanschluss eingeschränkt, d.h. es ist axial fixiert, während gleichzeitig aber das Gehäuse auf dem Prozessanschluss drehbar ist. The core of the invention is that the metal jacket of the housing has a deformation caused by a forming process, which projects into a first annular groove of the process connection. For this it is necessary that the housing and the process connection overlap at least in one section. This reshaping, which is in the form of a circumferential, inwardly directed bead, limits the axial mobility of the housing relative to the process port, i. it is axially fixed while at the same time the housing is rotatable on the process connection.

Aufgrund der Materialbeanspruchung ist der Prozessanschluss üblicherweise als massives Drehteil ausgeführt. Da aber das Gehäuse im Wesentlichen lediglich eine Schutz- und Abdichtfunktion der im Inneren befindlichen Druckmesszelle sowie der Mess- und Auswerteelektronik erfüllen muss, kann hierfür eine dünnwandige Hülse aus Blech vorgesehen werden. Der Vorteil der Erfindung besteht nun darin, dass durch einen spanlosen und fertigungstechnisch vergleichsweise einfachen Umformvorgang diese Verformung erzeugt und damit die gewünschte Funktionalität – Verdrehbarkeit und axiale Fixierung des Gehäuses – erreicht werden kann. Der Material- und Fertigungsaufwand ist dementsprechend minimal. Due to the material stress, the process connection is usually designed as a solid turned part. Since, however, the housing essentially only has to fulfill a protective and sealing function of the internal pressure measuring cell and of the measuring and evaluation electronics, a thin-walled sleeve of sheet metal can be provided for this purpose. The advantage of the invention consists in the fact that this distortion is generated by a non-cutting and production technology comparatively simple forming process and thus the desired functionality - rotatability and axial fixation of the housing - can be achieved. The material and production costs are accordingly minimal.

Beim Verformen von Blech stellt sich naturgemäß eine gewisse, meist ungewünschte Elastizität bzw. Federwirkung ein. Dieser Umstand ist vorliegend jedoch vorteilhaft, da sich damit die Fressneigung bei der Verdrehung der Gehäusehülse auf dem Prozessanschluss verringert. When deforming sheet metal naturally sets a certain, usually unwanted elasticity or spring action. However, this circumstance is advantageous in the present case since it reduces the seizure tendency during the rotation of the housing sleeve on the process connection.

Für die häufig notwendige Abdichtung des Messgeräts weist der Prozessanschluss eine zweite Ringnut auf, die vorzugsweise unterhalb der ersten Ringnut angeordnet ist. In diese zweite Ringnut wird ein Dichtring eingelegt, über dessen spezielle Ausgestaltung hinsichtlich Dimensionierung und Material neben der reinen Abdichtfunktion auch Einfluss auf das für die Verdrehung aufzubringende Drehmoment genommen werden kann. For the often necessary sealing of the measuring device, the process connection has a second annular groove, which is preferably arranged below the first annular groove. In this second annular groove, a sealing ring is inserted, can be taken on the special design in terms of dimensioning and material in addition to the pure sealing function and influence on the torque applied for the rotation.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist in der ersten Ringnut ein Anschlagelement vorgesehen, durch den der Drehwinkel, mit dem das Gehäuse gegenüber dem Prozessanschluss gegeneinander verdreht werden können, begrenzt wird. Durch dieses Anschlagelement in Form eines Stiftes oder einer Kugel soll eine Verdrehbarkeit über 360° verhindert und nur bis beispielsweise 350 ° zugelassen werden. In a further development of the invention, a stop element is provided in the first annular groove, through which the angle of rotation with which the housing is limited relative to the process connection can be rotated against each other. By this stop element in the form of a pin or a ball twistability over 360 ° is to be prevented and allowed only up to 350 °, for example.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass in der ersten Ringnut ein ringförmiges Element mit einer umlaufenden Nut vorgesehen ist, dessen Material sich vom Material des Prozessanschlusses unterscheidet. Dieses Zusatzteil kann bspw. aus Kunststoff, wie Teflon^® mit selbstschmierenden Eigenschaften und dadurch geringer Gleitreibung, oder einem Weichmetall, wie Kupfer sein und wird in die erste Ringnut, in die sich die Verformung der Gehäusehülse erstreckt, eingelegt. Die erste Ringnut, die in diesem Fall etwas größer dimensioniert werden kann, wird demnach mit diesem Zusatzteil gefüllt, was den Vorteil bringt, dass damit die Verdrehbarkeit weiter optimiert wird. Darüber hinaus kann mit diesem Zusatzteil ein vorhandenes axiales und/oder radiales Spiel der Verformung in der Nut ausgeglichen werden. Das Zusatzteil weist dann an seiner Außenseite eine entsprechend dimensionierte umlaufende Ringnut auf, in die sich dann die Verformung erstreckt. A further advantageous embodiment provides that in the first annular groove an annular element is provided with a circumferential groove whose material differs from the material of the process connection. This additional part can, for example, be made of plastic, such as ^Teflon® with self-lubricating properties and thus low sliding friction, or a soft metal such as copper and is inserted into the first annular groove, in which the deformation of the housing sleeve extends. The first annular groove, which can be dimensioned somewhat larger in this case, is therefore filled with this additional part, which has the advantage that it will further optimize the rotatability. In addition, with this additional part an existing axial and / or radial play of deformation in the groove can be compensated. The additional part then has on its outer side a correspondingly dimensioned circumferential annular groove into which the deformation then extends.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Prozessanschluss am oberen äußeren Rand eine Aussparung aufweist, die sich bis zur ersten Ringnut erstreckt, und dass an dem in der ersten Ringnut angeordneten ringförmigen Element ein in axialer Richtung abstehendes Anschlagselement angeformt ist, wobei sich dieses Anschlagelement durch die Aussparung im Prozessanschluss hindurch in die Gehäusehülse erstreckt. Die Gehäusehülse weist hierfür ein Gegenelement auf, das vorzugsweise als Blechstreifen ausgeführt an die Innenseite der Gehäusewandung angeschweißt wird. Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft die zuvor genannte Funktion einer Begrenzung der Verdrehbarkeit über 360° hinau s einerseits sowie der Verringerung bzw. Vermeidung einer Fressneigung durch ein separates, in die erste Ringnut eingelegtes Ringelement andererseits kombinieren. A particularly advantageous development provides that the process connection at the upper outer edge has a recess which extends to the first annular groove, and that on the arranged in the first annular groove an axially projecting stop member is formed, wherein this stop element extends through the recess in the process connection into the housing sleeve. For this purpose, the housing sleeve has a counter element, which is preferably designed as a sheet metal strip welded to the inside of the housing wall. In this way, the aforementioned function of limiting the rotatability over 360 ° hinau s on the one hand and the reduction or avoidance of Fressneigung by a separate, inserted into the first annular ring element on the other hand can be advantageous combined.

Eine ganz besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Prozessanschluss an seiner Außenseite eine in axialer Richtung verlaufende Längsnut aufweist. Hintergrund hierfür ist das Problem, dass durch Fehler in Material und/oder Aufbau des Messumformers Druck ins Innere des Gehäuses gelangen könnte. Wie bereits einleitend erwähnt sind Drücke jenseits von 100 bar keine Seltenheit. Die Befestigung des Gehäuses auf dem Prozessanschluss ist jedoch für derartige Kräften nicht vorbereitet. In einem solchen Fall fungiert diese Längsnut als Druckablassnut, durch die das Medium gegebenenfalls abgeleitet werden kann, so dass sich der Innendruck entsprechend verringert. Vorzugsweise ist – jeweils gemessen in radialer Richtung – gleich tief oder weniger tief ist als die zweite Ringnut 26. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Dichtring trotz der Längsnut das Gehäuse gegen den Prozessanschluss jederzeit – ausgenommen der zuvor beschriebene Fehlerfall – zuverlässig abdichtet. Auch ist es vorteilhaft, wenn der Prozessanschluss unterhalb der Längsnut etwas schmaler ausgeführt ist als im Überlappungsbereich. Durch diese Maßnahme kann der Dichtring im Fehlerfall leichter durch das herausströmende Medium weggedrückt werden. A particularly advantageous development provides that the process connection has on its outer side a longitudinal groove extending in the axial direction. The background to this is the problem that, due to errors in the material and / or structure of the transmitter, pressure could penetrate into the interior of the housing. As already mentioned in the introduction, pressures beyond 100 bar are not uncommon. The attachment of the housing on the process connection is not prepared for such forces. In such a case, this longitudinal groove acts as a pressure relief, through which the medium can optionally be derived, so that the internal pressure is reduced accordingly. Preferably, each measured in the radial direction is the same depth or less deep than the second annular groove 26 , In this way it can be ensured that despite the longitudinal groove, the sealing ring reliably seals the housing against the process connection at all times, with the exception of the previously described fault. It is also advantageous if the process connection is made slightly narrower below the longitudinal groove than in the overlapping region. By this measure, the sealing ring can be easily pushed away by the outflowing medium in case of failure.

In einen zweiten Aspekt der Erfindung wird die zuvor gestellte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckmessumformers. Hierbei ist entscheidend, dass das Umformen der Gehäusehülse durch Rollieren erfolgt. Gegen das Werkstück in Form des Prozessanschlusses mit dem aufgeschobenen Gehäuse wird in Höhe der ersten Ringnut des Prozessanschlusses von außen ein Rollierwerkzeug mit so großer Kraft gedrückt, dass das Blechmaterial des Gehäuses zu fließen beginnt und nach innen in die erste Ringnut verdrängt wird. Das Werkstück und Rollierwerkzeug werden dabei relativ zueinander gedreht, d.h. es kann sich sowohl das Werkzeug drehen und das Werkstück steht still, es dreht sich nur das Werkstück und das Werkzeug steht still oder sowohl Werkstück als auch Werkzeug drehen sich. In a second aspect of the invention, the above object is achieved by a method for producing such a pressure transducer. It is crucial that the forming of the housing sleeve is done by rolling. Against the workpiece in the form of the process connection with the deferred housing in the amount of the first annular groove of the process connection from the outside a roller burnishing tool pressed with such great force that the sheet material of the housing begins to flow and is displaced inwardly into the first annular groove. The workpiece and rolling tool are thereby rotated relative to each other, i. it can both rotate the tool and the workpiece stands still, it rotates only the workpiece and the tool stands still or both workpiece and tool rotate.

Eine Weiterbildung sieht vor, zur Realisierung des Anschlagelements in das Blechmaterial des Gehäuses im Bereich der Verformung eine Prägung vorzusehen, um ein Anschlagelement bspw. in Form eines Stiftes oder einer Kugel zu formen, das die Verdrehbarkeit des Gehäuses gegenüber dem Prozessanschluss über 360° hinaus verhindert. A further embodiment provides for the realization of the stop element in the sheet material of the housing in the region of deformation to provide an embossing, for example, to form a stop element in the form of a pin or a ball, which prevents the rotatability of the housing relative to the process connection over 360 ° ,

Alternativ zu dem Rollierungsverfahren, aber nicht beansprucht, ist es auch möglich, die Verformung mittels mehrerer, bspw. vier Backen in die Hülse zu prägen. In diesem Fall wird keine relative Drehbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück benötigt, sondern die Backen des Werkzeugs fahren von außen nach innen in Richtung des Werkstücks, d.h. des auf den Prozessanschluss aufgeschobenen Gehäuses, und prägen die Verformung in die Hülse. As an alternative to the rolling method, but not claimed, it is also possible to emboss the deformation by means of several, for example. Four jaws in the sleeve. In this case, no relative rotational movement between the tool and the workpiece is required, but the jaws of the tool move from outside to inside in the direction of the workpiece, i. of the pushed onto the process connection housing, and shape the deformation in the sleeve.

Nachfolgend wird die Erfindung im Zusammenhang mit Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention will be explained in more detail in connection with figures with reference to embodiments.

Es zeigen: Show it:

1 einen erfindungsgemäßen Druckmessumformer, 1 a pressure transmitter according to the invention,

2a ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessumformers in Schnittdarstellung, 2a A first embodiment of a pressure transmitter according to the invention in a sectional view,

2b eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts aus 1a, 2 B an enlarged view of a section 1a .

3a ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessumformers in Schnittdarstellung, 3a A second embodiment of a pressure transducer according to the invention in sectional view,

3b eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts aus 2a, 3b an enlarged view of a section 2a .

4a ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessumformers in Schnittdarstellung, 4a A third embodiment of a pressure transmitter according to the invention in a sectional view,

4b eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts aus 3a, 4b an enlarged view of a section 3a .

4c eine perspektivische Ansicht eines Prozessanschlusses des erfindungsgemäßen Druckmessumformers in der dritten Ausführungsform, 4c a perspective view of a process connection of the pressure transmitter according to the invention in the third embodiment,

5a ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessumformers in Schnittdarstellung, 5a A fourth embodiment of a pressure transducer according to the invention in a sectional view,

5b eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts aus 4a und 5b an enlarged view of a section 4a and

5c eine perspektivische Ansicht eines Prozessanschlusses des erfindungsgemäßen Druckmessumformers in der vierten Ausführungsform. 5c a perspective view of a process connection of the pressure transmitter according to the invention in the fourth embodiment.

In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung. In the following figures, unless otherwise stated, like reference numerals designate like parts with the same meaning.

In 1 ist ein erfindungsgemäßer Druckmessumformer 1 dargestellt. Auf einem Prozessanschluss 20 ist ein Gehäuse 20 aufgesetzt. Auf dem Gehäuse 10 befindet sich eine Anzeige- und Bedieneinheit 7, über die die Messergebnisse angezeigt werden und diverse Einstellungen durch das Bedienpersonal vorgenommen werden kann, wie bspw. Festlegung eines Schaltpunkts oder Anzeige der Messwerte in verschiedenen Maßeinheiten. Ebenfalls von der Erfindung mit umfasst sind jedoch auch sogenannte Transmittergeräte, die keinerlei Anzeige- oder Bedieneinheit aufweisen und stattdessen über eine übergeordnete Steuereinheit bedient und parametriert werden. Seitlich am Gehäuse 10 ist ein Steckeranschluss 8 angeordnet, über den der Druckmessumformer 1 mit Energie versorgt wird und als elektronische Schnittstelle fungierend die erzeugten Messsignale zur weiteren Verarbeitung in einer übergeordneten Steuereinheit, bspw. in einer SPS, abgegriffen werden können. In 1 is an inventive pressure transmitter 1 shown. On a process connection 20 is a housing 20 placed. On the case 10 there is a display and control unit 7 , via which the measurement results are displayed and various settings can be made by the operator, such as determining a switching point or displaying the measured values in different units. Also included in the invention, however, are so-called transmitter devices that have no display or operating unit and are instead operated and parameterized via a higher-level control unit. Laterally on the housing 10 is a plug connection 8th arranged over which the pressure transmitter 1 is supplied with energy and acting as an electronic interface, the generated measurement signals for further processing in a higher-level control unit, eg. In a PLC, can be tapped.

Der Druckmessumformer wird über den Prozessanschluss 20 mit einem das zu messende Medium beinhaltenden Behälter, d.h. einer Rohrleitung, einem Tank oder dergleichen, verbunden. Insbesondere bei einer Verbindung über ein Gewinde kann sich die Situation ergeben, dass sich der Steckeranschluss 8 und/oder die Anzeige- und Bedieneinheit 7 in einer für den Anschluss bzw. die Ablesbarkeit des Displays ungünstige Position befinden. Um nun das Gehäuses 10 gegenüber dem Prozessanschluss 20 zu verdrehen, weist das Gehäuse 10 an seinem unteren Ende eine ringförmige, nutenartige Verformung 15 auf. In den nachfolgenden Figuren wird nun diese Verformung 15 näher beschrieben. The pressure transmitter is connected via the process connection 20 with a container containing the medium to be measured, ie, a pipe, a tank or the like, connected. Especially with a connection via a thread, the situation may arise that the plug connection 8th and / or the display and control unit 7 in an unfavorable position for the connection or the readability of the display. To now the case 10 opposite the process connection 20 to twist, assigns the housing 10 at its lower end an annular, groove-like deformation 15 on. In the following figures now this deformation 15 described in more detail.

2a und 2b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessumformers 1 in Schnittdarstellung, wobei 2b den in 2a eingekreisten Bereich vergrößert. Der Druckmessumformers 1 besteht im Wesentlichen aus dem Prozessanschluss 20, einer Druckmesszelle 2, einer Mess- und Auswerteelektronikeinheit 3 sowie dem die Messzelle 2 und die Elektronik 3 schützendes Gehäuse 10. Die Druckmesszelle 2 und die Elektronikeinheit 3 sind hier nur schematisch dargestellt, da der Fokus der Erfindung auf der (mechanischen) Verbindung zwischen Gehäuse 10 und Prozessanschluss 20 liegt. 2a and 2 B show a first embodiment of a pressure transducer according to the invention 1 in section, where 2 B the in 2a circled area enlarged. The pressure transmitter 1 consists essentially of the process connection 20 , a pressure measuring cell 2 , a measuring and evaluation electronics unit 3 as well as the measuring cell 2 and the electronics 3 protective housing 10 , The pressure measuring cell 2 and the electronics unit 3 are shown here only schematically, since the focus of the invention on the (mechanical) connection between the housing 10 and process connection 20 lies.

Der Prozessanschluss 20, der dazu dient, das Messgerät 1 mit einem das zu messende Medium enthaltenen Behälter oder dergleichen zu verbinden, ist aufgrund der Materialbeanspruchung als massives Drehteil ausgeführt. Das Gehäuse 10 hingegen muss im Wesentlichen lediglich eine Schutz- und Abdichtfunktion der im Inneren befindlichen Druckmesszelle 2 sowie der Mess- und Auswerteelektronik 3 erfüllen und ist somit als dünnwandige Hülse aus Blech ausgeführt. Diese Hülse wird zumeist durch einen Tiefziehprozess hergestellt. The process connection 20 which serves to the meter 1 to connect with a container containing the medium to be measured or the like, is designed as a solid rotating part due to the material stress. The housing 10 on the other hand, essentially only a protective and sealing function of the pressure measuring cell located in the interior must 2 as well as the measuring and evaluation electronics 3 meet and is thus designed as a thin-walled sleeve made of sheet metal. This sleeve is usually produced by a deep-drawing process.

Ein zylinderförmiger Abschnitt 12 des als Blechmantel 11 ausgeführten Gehäuses 10 überragt einen zylinderförmigen Abschnitt des Prozessanschlusses 20 in einem Überlappungsbereich 4. In diesem Überlappungsbereich 4 weist der Prozessanschluss 20 zwei umlaufende Ringnuten 25, 26 auf. In die obere Ringnut 25 ragt eine durch Umformen des Blechmantels 11 erzeugte Verformung 15 hinein, die die Form einer umlaufenden, nach innen gerichteten Wulst hat. Dadurch ist nun das Gehäuse 10 gegenüber dem Prozessanschluss 20 drehbar, aber in axialer Richtung fixiert. Die untere Ringnut 26 ist für die Aufnahme eines ringförmigen Dichtelements 5 vorgesehen, mit dem das Gehäuse 10 bzw. der Blechmantel 11 gegen den Prozessanschluss 20 abgedichtet wird. Über die spezielle Ausgestaltung des Dichtelements 5 kann durch entsprechende Dimensionierung und Materialauswahl neben der reinen Abdichtfunktion auch das für die Verdrehung aufzubringende Drehmoment beeinflusst werden. A cylindrical section 12 as a metal jacket 11 executed housing 10 protrudes beyond a cylindrical section of the process connection 20 in an overlap area 4 , In this overlap area 4 indicates the process connection 20 two circumferential grooves 25 . 26 on. In the upper ring groove 25 one protrudes by forming the sheet metal jacket 11 generated deformation 15 into it, which has the shape of a circumferential, inwardly directed bead. This is now the case 10 opposite the process connection 20 rotatable, but fixed in the axial direction. The lower ring groove 26 is for receiving an annular sealing element 5 provided with the housing 10 or the metal jacket 11 against the process connection 20 is sealed. About the special design of the sealing element 5 can be influenced by appropriate dimensioning and material selection in addition to the pure sealing function and the applied torque for the rotation.

Für die Erzeugung der Verformung 15 des Blechmantels ist es zunächst erforderlich, dass das Gehäuse 10 mit Spielpassung auf den Prozessanschluss 20 aufgeschoben wird, so dass der zylinderförmige Gehäuseabschnitt 12 einen ebenfalls zylinderförmigen Abschnitt des Prozessanschlusses 20 im Überlappungsbereich 4 überragt. Gegen das Werkstück in Form des Prozessanschlusses 20 mit dem aufgeschobenen Gehäuse 10 wird in Höhe der ersten Ringnut 25 des Prozessanschlusses 20 von außen ein Rollierwerkzeug mit so großer Kraft gedrückt, dass das Blechmaterial des Gehäuses 10 zu fließen beginnt und nach innen in die erste Ringnut 25 verdrängt wird. Das Werkstück und Rollierwerkzeug werden dabei relativ zueinander gedreht, d.h. es kann sich sowohl das Werkzeug drehen und das Werkstück steht still, es dreht sich nur das Werkstück und das Werkzeug steht still oder sowohl Werkstück als auch Werkzeug drehen sich. For the generation of deformation 15 of the sheet metal jacket, it is first necessary that the housing 10 with clearance on the process connection 20 is pushed, so that the cylindrical housing portion 12 a likewise cylindrical portion of the process connection 20 in the overlap area 4 surmounted. Against the workpiece in the form of the process connection 20 with the housing pushed on 10 is equal to the first ring groove 25 of the process connection 20 pressed from the outside a roller burnishing tool with so much force that the sheet material of the housing 10 begins to flow and inwards into the first ring groove 25 is displaced. The workpiece and roller burnishing tool are thereby rotated relative to each other, ie it can rotate both the tool and the workpiece is stationary, it rotates only the workpiece and the tool is stationary or both workpiece and tool rotate.

Die in 2a dargestellte Ausführungsform hat einen Außendurchmesser in Höhe des Gehäuses von 34 mm und im Bereich der Verformung von 32,5 mm, so dass die Verformung 15 eine Tiefe von 0,75 mm aufweist. Der Blechmantel 11 des Gehäuses hat eine Wandstärke von etwa 0,5 mm. In the 2a illustrated embodiment has an outer diameter equal to the housing of 34 mm and in the range of the deformation of 32.5 mm, so that the deformation 15 has a depth of 0.75 mm. The metal jacket 11 of the housing has a wall thickness of about 0.5 mm.

2b zeigt in vergrößerter Darstellung, wie die Verformung 15 des Blechmantels 11 in die Nut 25 des Prozessanschlusses hineinragt. 2 B shows in an enlarged view how the deformation 15 of the sheet metal jacket 11 in the groove 25 protrudes the process connection.

In 3a ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckmessumformers in Schnittdarstellung dargestellt, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit, wie auch in den nachfolgenden Figuren, auf die Darstellung der Druckmesszelle 2 sowie der Mess- und Auswerteelektronikeinheit 3 verzichtet wurde. In 3a a second embodiment of the pressure transducer according to the invention is shown in sectional view, wherein for reasons of clarity, as well as in the following figures, on the representation of the pressure measuring cell 2 as well as the measuring and evaluation electronics unit 3 was waived.

Im Unterschied zu 2a weist diese Ausführungsform ein ringförmiges Element 6 mit einer umlaufenden Nut 6a auf, das in der ersten Ringnut 25 angeordnet ist. Das Material dieses Elements 6 unterscheidet sich vom Material des Prozessanschlusses 20 und ist aus Kunststoff, bspw. aus Teflon^® mit selbstschierenden Eigenschaften und dadurch geringer Gleitreibung oder einem Weichmetall, wie bspw. Kupfer. Die erste Ringnut 25 ist nun im Vergleich zur Ausführung in 1a etwas größer dimensioniert, je nach Größe des Elements 6. In contrast to 2a this embodiment has an annular element 6 with a circumferential groove 6a on, in the first ring groove 25 is arranged. The material of this element 6 differs from the material of the process connection 20 and is made of plastic, for example of Teflon ^® with self-shearing properties and thus low sliding friction or a soft metal, such as, copper. The first ring groove 25 is now compared to running in 1a slightly larger, depending on the size of the element 6 ,

Durch diese Ausführungsform kann die bereits durch die Elastizität der Verformung 15 verringerte Fressneigung beim Verdrehen weiter verbessert, idealerweise sogar verhindert werden. Darüber hinaus kann mit diesem Zusatzteil 6 ein zuvor vorhandenes axiales und/oder radiales Spiel der Verformung 15 in der Ringnut 25 ausgeglichen werden. Dafür ist an der Außenseite des Elements 6 die umlaufende Ringnut 6a vorgesehen, in die sich jetzt die Verformung 15 erstreckt und die entsprechend den Gegebenheiten dimensioniert werden kann. By this embodiment, the already by the elasticity of the deformation 15 Reduced feeding tendency while twisting further improved, ideally even prevented. In addition, with this additional part 6 a previously existing axial and / or radial play of the deformation 15 in the ring groove 25 be compensated. This is on the outside of the element 6 the circumferential annular groove 6a provided, in which now the deformation 15 extends and which can be dimensioned according to the circumstances.

3b zeigt in vergrößerter Darstellung, wie das ringförmige Element 6 in die Ringnut 25 eingelegt ist und wie die Verformung 15 des Blechmantels 11 in die Nut 6a des ringförmigen Elements 6 hineinragt. 3b shows in an enlarged view how the annular element 6 in the ring groove 25 is inserted and how the deformation 15 of the sheet metal jacket 11 in the groove 6a of the annular element 6 protrudes.

In 4a ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckmessumformers 1 in Schnittdarstellung dargestellt, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit, wie auch in den nachfolgenden Figuren, nicht nur auf die Darstellung der Druckmesszelle 2 sowie der Mess- und Auswerteelektronikeinheit 3 verzichtet wurde, sondern sich auch auf die Bezugszeichen für Teile beschränkt wurde, die sich gegenüber den vorherigen Ausführungsform geändert haben. In 4a is a third embodiment of the pressure transducer according to the invention 1 shown for sake of clarity, as well as in the following figures, not only on the representation of the pressure measuring cell 2 as well as the measuring and evaluation electronics unit 3 has been omitted, but has also been limited to the reference numerals for parts that have changed from the previous embodiment.

Der Prozessanschluss 20 weist am oberen äußeren Rand eine Aussparung 21 auf, die sich bis zur ersten Ringnut 25 erstreckt. Das in der ersten Ringnut 25 angeordnete ringförmige Element 6 weist im Vergleich zur Ausführung gemäß 2a ein in axialer Richtung abstehendes Anschlagselement 6b auf. Dieses Anschlagelement 6b erstreckt sich durch die Aussparung 21 im Prozessanschluss 20 hindurch in das Innere der Gehäusehülse 10. Die Gehäusehülse 10 weist hierfür ein Gegenelement in Form eines Blechstreifens 13 auf, das L-förmig ausgeführt ist und an die Innenseite der Gehäusewandung bzw. dem Blechmantel 11 angeschweißt ist. Bei einer Drehbewegung stößt dann das Anschlagselement 6b an den Blechstreifen 13 bzw. den wegen der L-Form abstehenden Schenkel und verhindert so die Verdrehung des Gehäuses 10 gegenüber des Prozessanschlusses 20 über 360° hinaus. Neben einer Begrenzung der Verdrehbarkeit kann mit dieser Ausführungsform auch die in Zusammenhang mit 3a beschriebene Verringerung bzw. Vermeidung einer Fressneigung durch ein separates, in die erste Ringnut eingelegtes Ringelement erreicht werden. The process connection 20 has a recess at the upper outer edge 21 on, extending to the first ring groove 25 extends. That in the first ring groove 25 arranged annular element 6 indicates in comparison to the execution according to 2a a projecting in the axial direction stop element 6b on. This stop element 6b extends through the recess 21 in the process connection 20 through into the interior of the housing sleeve 10 , The housing sleeve 10 has for this purpose a counter element in the form of a metal strip 13 on, which is L-shaped and to the inside of the housing or the metal jacket 11 is welded. During a rotational movement then hits the stop element 6b on the metal strip 13 or the leg projecting because of the L-shape and thus prevents the rotation of the housing 10 opposite the process connection 20 beyond 360 °. In addition to a limitation of the rotatability can with this embodiment also in connection with 3a described reduction or avoidance of Fressneigung be achieved by a separate, inserted into the first annular groove ring element.

4b zeigt in vergrößerter Darstellung, wie das ringförmige Element 6 in die Ringnut 25 eingelegt ist und wie die Verformung 15 des Blechmantels 11 in die Nut 6a des ringförmigen Elements 6 hineinragt. 4b shows in an enlarged view how the annular element 6 in the ring groove 25 is inserted and how the deformation 15 of the sheet metal jacket 11 in the groove 6a of the annular element 6 protrudes.

4c zeigt den Prozessanschluss 20 in perspektivischer Ansicht. Zu erkennen ist das abstehendes Anschlagselement 6b und der eigentlich zum Gehäuse 10 gehörende Blechstreifen 13, die beide aneinanderstoßen und ein weiteres Verdrehen des Gehäuses 10 verhindern. 4c shows the process connection 20 in perspective view. To recognize the projecting stop element 6b and actually to the housing 10 belonging metal strips 13 which both abut and further twist the housing 10 prevent.

In 5a ist ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckmessumformers 1 in Schnittdarstellung dargestellt. Der Prozessanschluss 20 weist an seiner Außenseite eine in axialer Richtung verlaufende Längsnut 27 auf. Hintergrund hierfür ist das Problem, dass durch Fehler in Material und/oder Aufbau des Messumformers 1 Druck ins Innere des Gehäuses 10 gelangen könnte. Wie bereits einleitend erwähnt sind Drücke jenseits von 100 bar keine Seltenheit. Die Befestigung des Gehäuses 10 auf dem Prozessanschluss 20 ist jedoch für derartige Kräften nicht vorbereitet. In einem solchen Fall fungiert die Längsnut 27 als Druckablassnut, durch die das Medium gegebenenfalls abgeleitet werden kann, so dass sich der Innendruck entsprechend verringert. Der Dichtring 5 liegt im Bereich der Längsnut 27 frei und wird in dem beschriebenen Fall vom Druck des Mediums weggedrückt, so dass der Weg in der Längsnut 27 freigegeben ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Längsnut 27 gleich tief oder weniger tief ist als die zweite Ringnut 26. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Dichtring 5 trotz der Längsnut 27 das Gehäuse 10 gegen den Prozessanschluss 20 jederzeit – ausgenommen der zuvor beschriebene Fehlerfall – zuverlässig abdichtet. Auch ist es vorteilhaft, wenn der Prozessanschluss 20, wie in 5a dargestellt, unterhalb der Längsnut 27 etwas schmaler ausgeführt ist als im Überlappungsbereich 4. Durch diese Maßnahme kann der Dichtring 5 im Fehlerfall leichter durch das herausströmende Medium weggedrückt werden. In 5a is a fourth embodiment of the pressure transmitter according to the invention 1 shown in section. The process connection 20 has on its outside a longitudinal groove extending in the axial direction 27 on. Background for this is the problem that due to errors in material and / or construction of the transmitter 1 Pressure inside the case 10 could arrive. As already mentioned in the introduction, pressures beyond 100 bar are not uncommon. The attachment of the housing 10 on the process connection 20 but is not prepared for such forces. In such a case, the longitudinal groove acts 27 as Druckablassnut through which the medium can optionally be derived, so that the internal pressure is reduced accordingly. The sealing ring 5 lies in the region of the longitudinal groove 27 free and is pushed away in the case described by the pressure of the medium, so that the path in the longitudinal groove 27 is released. It is particularly advantageous if the longitudinal groove 27 the same depth or less deep than the second ring groove 26 , In this way it can be ensured that the sealing ring 5 despite the longitudinal groove 27 the housing 10 against the process connection 20 at any time - except the fault described above - reliably seals. It is also advantageous if the process connection 20 , as in 5a shown, below the longitudinal groove 27 slightly narrower than in the overlap area 4 , By this measure, the sealing ring 5 in the event of a fault, be pushed away more easily by the outflowing medium.

5b zeigt in vergrößerter Darstellung die Längsnut 27, die aufgrund der nichtvorhandenen Schnittkante keinerlei Schraffierung aufweist. Der Prozessanschluss 20 weist dennoch die erste Ringnut 25 auf und die Verformung 15 des Blechmantels 11 ragt in die erste Ringnut 25 hin. Unterhalb der Längsnut 27 ist der Dichtring 5 angeordnet, der dann im Fehlerfall durch das von ob durch die Längsnut 27 anströmende Prozessmedium nach unten weggedrückt werden kann. 5b shows an enlarged view of the longitudinal groove 27 , which has no hatching due to the non-existent cutting edge. The process connection 20 still has the first ring groove 25 on and the deformation 15 of the sheet metal jacket 11 protrudes into the first ring groove 25 out. Below the longitudinal groove 27 is the sealing ring 5 arranged, which then in case of failure by that of whether through the longitudinal groove 27 flowing process medium can be pushed down.

5c zeigt den Prozessanschluss 20 in perspektivischer Ansicht mit der Ausgestaltung der Längsnut 27 am äußeren Rand des Prozessanschlusses 20. 5c shows the process connection 20 in a perspective view with the configuration of the longitudinal groove 27 at the outer edge of the process connection 20 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Druckmessumformer Pressure Transmitter
2 2: Druckmesszelle Pressure measuring cell
3 3: Mess- und Auswerteelektronik Measuring and evaluation electronics
4 4: Überlappungsbereich overlap area
5 5: Dichtring seal
6 6: ringförmiges Element annular element
6a 6a: Nut in ringförmigem Element Groove in annular element
6b 6b: Anschlagselement am ringförmigen Element Stop element on the annular element
7 7: Anzeige- und Bedieneinheit Display and control unit
8 8th: Steckeranschluss connector
10 10: Gehäuse casing
11 11: Blechmantel sheet metal jacket
12 12: zylindrischer Gehäuseabschnitt cylindrical housing section
13 13: Blechstreifen metal strip
15 15: Verformung deformation
20 20: Prozessanschluss process connection
21 21: Aussparung am Prozessanschluss Recess at the process connection
25 25: erste Ringnut first ring groove
26 26: zweite Ringnut second annular groove
27 27: Längsnut longitudinal groove
L L: Längsachse longitudinal axis

Claims

Pressure transmitter for process measuring technology for measuring the pressure of a process medium, with a metallic process connection ( 20 ) for mechanical connection with a container containing the process medium and a housing ( 10 ), which has a cylindrical housing section made of a metal jacket ( 11 ) connected to the process connection ( 20 ), the connection between housing ( 10 ) and process connection ( 20 ) is at least splash-proof to one in the interior of the housing ( 10 ) arranged pressure measuring cell ( 2 ) as well as measuring and evaluation electronics ( 3 ), characterized in that a section ( 12 ) of the sheet metal jacket ( 11 ) a cylindrical portion of the process connection ( 20 ) in an overlapping area ( 4 ) and that the process connection ( 20 ) in the overlapping area ( 4 ) a first annular groove ( 25 ), in which a by forming the sheet metal jacket ( 11 ) generated deformation ( 15 ), whereby the housing ( 10 ) opposite the process connection ( 20 ) is rotatable, but fixed in the axial direction.

Pressure transmitter according to claim 1, characterized in that the process connection ( 20 ) a second annular groove ( 26 ) for receiving a sealing ring ( 5 ) having.

Pressure transmitter according to claim 1 or 2, characterized in that in the first annular groove ( 25 ) A first stop element in the form of a pin or a ball is provided in order to limit the rotatability of the housing to a maximum of 360 °.

Pressure transmitter according to one of the preceding claims, characterized in that in the first annular groove ( 25 ) an annular element ( 6 ) with a circumferential groove ( 6a ), whose material is made of the material of the process connection ( 20 ) is different.

Pressure transmitter according to claim 4, characterized in that the annular element ( 6 ) made of plastic, in particular PTFE, or a soft metal, in particular copper.

Pressure transmitter according to one of claims 4 or 5, characterized in that the process connection ( 20 ) at the upper outer edge of a recess ( 21 ), which extends to the first annular groove ( 25 ), and in that in the first annular groove ( 25 ) arranged annular element ( 6 ) a projecting in the axial direction second stop element ( 6b ) is formed, with this second stop element ( 6b ) through the recess ( 21 ) in the process connection ( 20 ) through into the housing sleeve ( 10 ).

Pressure transmitter according to one of the preceding claims, characterized in that the process connection ( 20 ) on its outside a longitudinal groove extending in the axial direction ( 27 ) having.

Pressure transmitter according to claim 7, characterized in that - each measured in the radial direction - the longitudinal groove ( 27 ) is the same depth or less deep than the second annular groove ( 26 ).

Method for producing a pressure transmitter according to one of Claims 1 to 8, characterized by the following method steps: - the housing ( 10 ) is fitted with clearance on the process connection ( 20 ), so that a cylindrical housing section ( 12 ) a cylindrical portion of the process connection ( 20 ) in an overlapping area ( 4 ), - against the workpiece in the form of the process connection ( 20 ) with the pushed-on housing ( 10 ) is at the level of the first annular groove ( 25 ) of the process connection ( 20 ) pressed from the outside a roller burnishing tool with such a large force that the sheet material of the housing ( 10 ) begins to flow and inwardly into the first annular groove ( 25 ) is displaced, with workpiece and roller burnishing tool rotate relative to each other.

A method according to claim 9, characterized in that is provided as a further method step, in the sheet material of the housing ( 10 ) in the area of deformation ( 15 ) to provide an embossing.