DE102016004145A1

DE102016004145A1 - Messgerät mit Anschlusskupplung

Info

Publication number: DE102016004145A1
Application number: DE102016004145.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph BREUNIG; Mirko Di Marco; Thomas Dörig; Tanja FERSCH
Original assignee: WIKA Alexander Wiegand SE and Co KG
Current assignee: WIKA Alexander Wiegand SE and Co KG
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2016-10-20
Also published as: CN106051332A; US9702740B2; US20160305798A1; CN106051332B

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Messgerät mit einem Messglied, wobei der Dichtanschluss hinsichtlich der Dauerdichtigkeit und bei Einsatzbedingungen unter Vibration und Temperatur durch konstruktive Verbesserungen zweiteilig ausgebildet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Messgerät zum Messen von Druck oder Temperatur eines Fluids für den Dauereinsatz. Insbesondere die Erfindung auf ein Druckmessgerät mit einem Messglied aus einem Blech oder einem Rohr anwendbar. Bei dem Messgerät ist die dichtende Montage an Hydraulik- oder Pneumatikkomponenten hinsichtlich der Dauerdichtigkeit und unter Berücksichtigung von Einsatzbedingungen am Dichtanschluss verbessert. Vorzugsweise ist das Messgerät durch konstruktive Verbesserungen zusätzlich hinsichtlich der Ausrichtung während der Montage an einer Anwendungskomponente, eines Austauschs des Messgeräts und dergleichen verbessert.
Wird als Messgerät ein Manometer an einer Anwendungskomponente verbaut, bei der konstruktionsbedingt Vibrationen auftreten, wie es beispielsweise bei Kompressoren oder Kunststoffspritzmaschinen der Fall ist, so unterliegen die ineinandergreifenden Komponenten dem Messgerät aufgrund der Relativbewegungen zueinander einem erhöhtem Verschleiß. Dies gilt auch aber bei auftretenden Temperaturschwankungen, wenn sich beim Druckanschluss Bauteile relativ zueinander unterschiedlich ausdehnen, wobei es zu Undichtigkeiten kommen kann. Gegenläufige Ausdehnungen können in diesem Zusammenhang zu einem unerwünschten Spalt führen.
Dieses Problem entsteht beispielsweise, wenn als Messgerät ein Manometer mit einem Druckanschluss in Form eines Kunststoffgewindes in ein Aluminiumbauteil beispielsweise einer Pneumatikanwendung eingeschraubt wird. Herkömmliches Teflonband kann dieses Problem nicht ausreichend beheben und daher kommt es bei solchen Anwendungen regelmäßig zu Undichtigkeiten. Bei Pneumatikanwendungen an mehreren Stellen entweichende Pressluft stellt jedoch einen Schwachpunkt dar, der mit erhöhter Kompressorleistung an der Einspeisestelle kompensiert werden muss. Diese Kompensation bringt jedoch insbesondere bei großen Fertigungsstätten beträchtliche Betriebskosten mit sich.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige Lösung für die Verbesserung der Dichtigkeit und der Montierbarkeit von Messgeräten zur Messung von Druck oder Temperatur eines Fluids in besonderen Anwendungen zur Verfügung zu stellen. Die Verbesserung betrifft dabei insbesondere die Montage des Dichtanschlusses an der Anwendungskomponente, aber auch die Berücksichtigung wechselnder Temperatureinflüsse.
Diese Aufgabe wird mit einem Messgerät zum Messen von Druck oder Temperatur eines Fluids für den Dauereinsatz mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung verfolgt den Ansatz eines konstruktiven Aufbaus, bei dem kostengünstig eine maximale und dauerhafte Dichtigkeit auch unter Extrembedingungen erreicht wird. Insbesondere werden dabei die Einflüsse von Temperatur und Vibrationen berücksichtigt.
Weiterhin ist die Stabilität des Druckanschlusses dahingehend verbessert, dass sowohl bei der Montage als auch im Dauereinsatz eine Undichtigkeit weitestgehend verhindert wird. Das Messgerät soll außerdem auch bei Druckwechseln des Umgebungsdrucks lecksicher sein. Insbesondere soll bei einem Wechsel oder Austausch des Messgeräts eine gewünschte Ausrichtung relativ zu einem Betrachter einfach möglich sein.
Erfindungsgemäß weist hierzu das Messgerät zum Messen von Druck oder Temperatur eines Fluids für den Dauereinsatz folgendes auf:

– ein Gehäuse,
– ein innerhalb des Gehäuses angeordnetes Messglied,
– einen außen am Gehäuse angeordneten Druckanschluss, wobei das Messglied dichtend mit dem Druckanschluss verbunden ist, wobei der Druckanschluss einen als Außengewinde ausgeführten Gewindeabschnitt aufweist, und wobei der Druckanschluss zweiteilig ausgebildet ist.

Das erfindungsgemäße Messgerät ist zur Montage in einer Dichtöffnung einer Anwendungskomponente vorgesehen. Das Fluid steht in Fluidverbindung mit dem Messglied, um die gewünschte Messung vorzunehmen. Die Art der Messung und die Gestaltung des Messglieds sind dabei für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich. Die Anwendungskomponente kann beispielsweise eine Hydraulikkomponente oder eine Pneumatikkomponente sein.
Die zweiteilige Gestaltung des Druckanschlusses bietet umfangreiche Vorteile, wie im Folgenden im Zusammenhang mit weiteren Ausführungsformen dargelegt ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Druckanschluss einen gehäuseseitigen Abschnitt und ein in axialer Ausrichtung an dem gehäuseseitigen Abschnitt lösbar anbringbares Kupplungsteil auf. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Kupplungsteil als abnehmbares Element des Druckanschlusses ausgebildet, wobei das Kupplungsteil einen der zwei Teile des Druckanschlusses bildet, das insbesondere als axiale Erweiterung des gehäuseseitigen Abschnitts dient.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Gewindeabschnitt des Druckanschlusses durch einen ersten Gewindeabschnitt, der an einem Außenumfang des gehäuseseitigen Abschnitts vorgesehen ist, und einen zweiten Gewindeabschnitt, der an einem Außenumfang des Kupplungsteils vorgesehen ist, gebildet.
Der erste Gewindeabschnitt und der zweite Gewindeabschnitt bilden gemeinsam den zur Montage verwendbaren Gewindeabschnitt des Druckanschlusses, der als Außengewinde ausgeführt ist. Mit diesem Außengewinde wird das Messgerät in eine Dichtöffnung einer Anwendungskomponente geschraubt. Die Spezifikationen des Außengewindes sind dabei an diejenigen des Innengewindes der Dichtöffnung angepasst.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Kupplungsteil axial in Anlage an den gehäuseseitigen Abschnitt bringbar. In diesem Zustand grenzen der erste Gewindeabschnitt und der zweite Gewindeabschnitt axial aneinander an.
Dadurch, dass der erste Gewindeabschnitt und der zweite Gewindeabschnitt axial aneinander grenzen, wird ein im Wesentlichen durchgehendes Außengewinde gebildet, das in eine Dichtöffnung einer Anwendungskomponente geschraubt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Druckanschluss mit dem ersten Gewindeabschnitt und dem zweiten Gewindeabschnitt in einen Innengewindeabschnitt einer Dichtöffnung einer Anwendungskomponente dichtend einschraubbar.
Gemäß einer Ausführung weist das Kupplungsteil einen sich axial erstreckenden Ansatz auf, der in eine Zentralöffnung des gehäuseseitigen Abschnitts zentriert einsetzbar ist.
Dabei erstreckt sich der Ansatz in die Zentralöffnung des gehäuseseitigen Abschnitts derart hinein, dass der Außenumfang des Ansatzes in Anlage mit dem Innenumfang der Zentralöffnung gelangt. Aufgrund der vorzugsweise kreisförmig ausgestalteten Form von Ansatz und Zentralöffnung wird so der Ansatz mit dem Kupplungsteil bezogen auf den gehäuseseitigen Abschnitt zentriert. Aufgrund dieser zentrierten Ausgestaltung wird eine Ausrichtung des ersten Gewindeabschnitts und des zweiten Gewindeabschnitts sicher herbeigeführt.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Ansatz einen Kanal auf, der eine Fluidverbindung zwischen dem axialen Ende des Ansatzes und einem dem Ansatz gegenüberliegenden Endabschnitt des Kupplungsteils bildet.
Mit dem Kanal, der in dem Ansatz vorgesehen ist, wird eine Fluidverbindung zwischen dem Ende des Druckanschlusses und dem Messglied herbeigeführt, um die gewünschte Messung durchführen zu können.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Dichtelement zwischen einem Außenumfang des Ansatzes und einem Innenumfang der Zentralöffnung vorgesehen. Dabei wird eine axiale und rotatorische Relativbewegung zwischen dem Ansatz und der Zentralöffnung gestattet.
Mit dieser Anordnung kann für die Montage eine vorteilhafte Relativbewegung zwischen dem Kupplungsteil und dem gehäuseseitigen Abschnitt in axialer Richtung und in Rotationsrichtung gestattet werden, während die erforderliche Dichtigkeit gewährleistet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Dichtanordnung an einem Endbereich des Kupplungsteils, der axial dem Ansatz gegenüber liegt, zur Abdichtung zwischen dem Kupplungsteil und einer Dichtöffnung einer Anwendungskomponente vorgesehen.
Die Dichtanordnung dient der Abdichtung zwischen dem Endabschnitt des Druckanschlusses und der Dichtöffnung der Anwendungskomponente, um eine abgedichtete Fluidverbindung zwischen der Anwendungskomponente und dem Messglied insbesondere über den Kanal zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Dichtanordnung eine axiale Vertiefung am Endbereich des Kupplungsteils sowie ein darin einlegbares und gegen eine Dichtfläche in der Dichtöffnung der Anwendungskomponente komprimierbares Dichtelement auf.
Das Dichtelement kann mit diesem Aufbau zwischen einer axialen Fläche im Endbereich des Kupplungsteils und einer Dichtfläche in der Dichtöffnung der Anwendungskomponente komprimiert werden, um somit die Abdichtung zwischen dem Druckanschluss und der Anwendungskomponente herzustellen. Dabei ist das Dichtelement vorzugsweise ein Dichtring, der aus einem elastischen Werkstoff besteht. Das verwendete Dichtelement kann in Form eines O-Rings oder eines angespritzten Dichtrings aus Elastomer ausgestaltet sein. Durch entsprechende Dimensionierung wird das Dichtelement so gestaltet, dass es unter definierter Pressung zum Druckanschluss hin abdichtet, und zwar auch unter großen Temperaturschwankungen und Ausdehnungen der Komponenten zu- oder gegeneinander.
Gemäß einer Ausführungsform ist die axiale Vertiefung radial zumindest abschnittsweise von einem Anschlagelement begrenzt, das gegen die Dichtfläche in der Dichtöffnung der Anwendungskomponente zur Begrenzung der Komprimierung des Dichtelements in Anlage bringbar ist.
Mit dieser Anordnung kann die Komprimierung des Dichtelements beim Einschrauben des Druckanschlusses in die Dichtöffnung der Anwendungskomponente beschränkt werden, da die Einschraubtiefe durch die Anlage zwischen dem Anschlagelement und der Dichtfläche in der Dichtöffnung der Anwendungskomponente beschränkt wird. Die Abstimmung der Vertiefung auf die Abmessung des verwendeten Dichtrings kann dabei so vorgenommen werden, dass bei Anlage des Anschlagelements an der Dichtfläche eine vorbestimmte Komprimierung des Dichtelements herbeigeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest eines der Dichtelemente an den Kupplungsteil insbesondere unverlierbar angeformt oder angespritzt.
Dabei kann das Dichtelement, das an dem Ansatz des Kupplungsteils vorgesehen ist, in eine umlaufende Nut geformt werden und aus einem elastischen Werkstoff bestehen, so dass eine Abdichtung durch das Dichtelement am Innenumfang der Zentralöffnung herbeigeführt wird. Ferner kann das Dichtelement, das am axialen Endbereich des Kupplungsteils vorzusehen ist, in die axiale Vertiefung angeformt werden. Alternativ kann ein Abschnitt des Gewindes, das am Außenumfang des Kupplungsteils vorgesehen ist, aus einem elastischen und dichtenden Werkstoff hergestellt werden, so dass beim Einschrauben eine Abdichtung im Bereich der Windungen herbeigeführt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist am axialen freien Ende des Ansatzes eine Werkzeugangriffseinrichtung vorgesehen, über die ein Drehmoment auf das Kupplungsteil aufbringbar ist.
Mit dieser Anordnung ist es möglich, das Kupplungsteil aus der Dichtöffnung der Anwendungskomponente zu entfernen, indem mit einem geeigneten Werkzeug ein Drehmoment auf das Kupplungsteil aufgebracht wird, um das Kupplungsteil aus dem Innengewinde der Dichtöffnung der Anwendungskomponente herauszuschrauben. Die Form der Werkzeugangriffseinrichtung kann dabei als Innensechskant am Endabschnitt des Ansatzes ausgeführt werden. Alternativ können Werkzeugangriffsflächen oder kann ein Außensechskant oder ähnliches an dem Ansatz des Kupplungsteils vorgesehen werden, die mit einem geeigneten, insbesondere standardisierten Werkzeug ergriffen werden können.
Gemäß einer Ausführungsform ist am gehäuseseitigen Abschnitt des Druckanschlusses eine Werkzeugangriffseinrichtung zum Aufbringen eines Drehmomentes auf den gehäuseseitigen Abschnitt des Druckanschlusses vorgesehen.
Die Werkzeugangriffseinrichtung an dem gehäuseseitigen Abschnitt des Druckanschlusses kann dabei zwischen dem Außengewinde des gehäuseseitigen Abschnitts und dem Gehäuse vorgesehen sein. Diese Werkzeugangriffseinrichtung kann beispielsweise durch Angriffsflächen an einem Bereich zwischen dem Gewindeabschnitt des gehäuseseitigen Abschnitts und dem Gehäuse, beispielsweise durch vier rechtwinklig zueinander stehende Flächen ausgestaltet werden. Alternativ kann ein Außensechskant vorgesehen werden. Eine solche Werkzeugangriffseinrichtung kann einfach mit einem Gabelschlüssel oder ähnlichem zum Aufbringen eines Drehmoments auf den gehäuseseitigen Abschnitt verwendet werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Messgerät ferner eine Drehmomentübertragungseinrichtung zur Übertragung eines Drehmoments von dem gehäuseseitigen Abschnitt des Druckanschlusses auf das Kupplungsteil auf. Die Übertragung des Drehmoments soll dabei vorzugsweise bei Vorliegen einer vorbestimmten Relativlage zwischen gehäuseseitigem Abschnitt des Druckanschlusses und Kupplungsteil ermöglicht sein.
Das Kupplungsteil kann prinzipiell in axialer Richtung und in Drehrichtung relativ zu dem gehäuseseitigen Abschnitt des Druckanschlusses bewegt werden. Die relative Beweglichkeit zwischen gehäuseseitigem Abschnitt und Kupplungsteil in Drehrichtung soll durch die Drehmomentübertragungseinrichtung derart beschränkt werden, dass bei einer vorbestimmten Relativlage durch Drehen des gehäuseseitigen Abschnitts des Druckanschlusses ein Drehmoment auf das Kupplungsteil aufgebracht werden kann. Dies dient insbesondere dazu, das Kupplungsteil mit Hilfe einer Drehbewegung des gehäuseseitigen Abschnitts gemeinsam mit diesem in die Dichtöffnung der Anwendungskomponente einzuschrauben.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Drehmomentübertragungseinrichtung ein gehäuseseitiges Eingriffselement und ein kupplungsteilseitiges Eingriffselement auf, die bei in den gehäuseseitigen Abschnitt eingesetztem Kupplungsteil beim Einschrauben des Druckanschlusses in Eingriff gelangen. Mit diesem Eingriff wird eine gemeinsame Drehung des gehäuseseitigen Abschnitts und des Kupplungsteils insbesondere beim Einschrauben des Anschlusses erzwungen.
Der Eingriff liegt insbesondere bei Anlage des Kupplungsteils an dem gehäuseseitigen Abschnitt vor, wenn gleichzeitig eine vorbestimmte relative Ausrichtung zwischen diesen Elementen in Drehrichtung vorliegt. Diese relative Ausrichtung in Drehrichtung liegt vor, wenn die Außengewindeabschnitte des Kupplungsteils und des gehäuseseitigen Abschnitts bezüglich ihrer Gewindegänge ausgerichtet sind, so dass sich ein im Wesentlichen durchgehender Gewindegang ergibt. In diesem Fall kann durch Aufbringen eines Drehmoments an dem gehäuseseitigen Abschnitt der Druckanschluss mit einem quasi einheitlichen Außengewinde in die Dichtöffnung der Anwendungskomponente eingeschraubt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist bei in die Dichtöffnung der Anwendungskomponente eingeschraubtem Zustand des Druckanschlusses der gehäuseseitige Abschnitt relativ zum Kupplungsteil drehbar. Insbesondere ist in diesem Zustand der gehäuseseitige Abschnitt relativ zum Kupplungsteil entgegen der Einschraubrichtung drehbar.
Nach vollständigem Einschrauben des Druckanschlusses in die Dichtöffnung der Anwendungskomponente kann der gehäuseseitige Abschnitt entgegen der Einschraubrichtung zurückgedreht werden, so dass der Eingriff zwischen dem gehäuseseitigen Eingriffselement und dem kupplungsteilseitigen Eingriffselement aufgehoben wird. Somit kann das Kupplungsteil in der Dichtöffnung der Anwendungskomponente verbleiben, während der gehäuseseitige Abschnitt und somit das daran angebrachte Messgerät in Drehrichtung ausgerichtet werden können. Durch Zurückdrehen des gehäuseseitigen Abschnitts wird dieser relativ zu dem Kupplungsteil axial von diesem wegbewegt. Insbesondere wird bei einer Umdrehung von 360 Grad des gehäuseseitigen Abschnitts relativ zum Kupplungsteil ein Abstand zwischen diesen Elementen entsprechend einer Steigung des am gehäuseseitigen Abschnitt vorgesehenen Gewindes entfernt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die axiale Überschneidung der Eingriffselemente im Eingriffszustand nicht größer als die Steigung des Gewindeabschnitts. Insbesondere weisen die Eingriffselemente eine axiale Abmessung auf, die nicht größer als die Steigung des Gewindeabschnitts ist.
Mit dieser Anordnung wird ermöglicht, den gehäuseseitigen Abschnitt vollständig aus der Dichtöffnung der Anwendungskomponente herauszudrehen, während das Kupplungsteil in der Dichtöffnung verbleibt. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die sich axial erstreckenden bzw. in axialer Richtung vorstehenden Eingriffselemente nach einer vollständigen Umdrehung des gehäuseseitigen Abschnitts aneinander vorbeilaufen, ohne in Eingriff zu gelangen.
Die Eingriffselemente müssen nicht als in axialer Richtung vorstehende Elemente ausgeführt sein. Es ist auch möglich, Vertiefungen im gehäuseseitigen Abschnitt und/oder im Kupplungsteil vorzusehen, mit denen ein gegenseitiger Eingriff insbesondere in Umfangsrichtung herbeigeführt werden kann.
Mit der vorliegenden Erfindung wird somit ein Messgerät vorgeschlagen, das während der Montage in eine Dichtöffnung einer Anwendungskomponente eingeschraubt werden kann, so dass eine dichtende Fluidverbindung zwischen der Dichtöffnung der Anwendungskomponente und dem Messglied herbeigeführt wird. Im Gegensatz zu bisherigen Messgeräten kann während der Montage die Rotationsposition in Bezug auf die axiale Richtung des Gewindes durch Zurückdrehen des Messgeräts nachjustiert werden, um somit die Sichtbarkeit bzw. Ablesbarkeit des Messgeräts an den vorliegenden Anwendungsfall anzupassen. Mit der vorliegenden Erfindung wird durch das Zurückdrehen jedoch das Kupplungsteil aus der vollständig eingeschraubten Lage nicht herausbewegt, so dass auch nach der Justierung der Position des Messgeräts die Abdichtung dauerhaft gewährleistet wird.
Das Messgerät kann eine Zeigerskala aufweisen, die beispielsweise den Druck, der durch das Messglied gemessen wird, anzeigt. Das Messgerät kann jedoch eine andere mechanische oder elektronische Sensorik beinhalten, welche ein Messsignal per Kabel oder drahtlos abgibt. Der Druckanschluss kann an dem Gehäuse des Messgeräts an der Rückseite nach hinten weisen oder sich am Außenumfang des Gehäuses beispielsweise nach unten erstrecken. Jede andere radiale Richtung vom Gehäuse kann vorgesehen werden. Je nach Ausführung sind weitere Ausgestaltungen des Messgeräts denkbar, wie beispielsweise ein eckiges Gehäuse oder zylinderartiges Gehäuse mit einem konzentrischen Druckanschluss nach unten oder mit einem als Absatz ausgeführten Druckanschluss.
Alternativ kann der Druckanschluss, bei dem das vordere Kupplungsteil bei Montage in die Dichtöffnung einer Anwendungskomponente mit eingeschraubt wird, dort durch Verpressen und/oder Gewindehemmung dauerhaft montiert werden, wobei dann das Dichtelement dauerhaft an der Dichtöffnung der Anwendungskomponente in Anlage kommt.
Das Messgerät kann ferner demontiert werden, wobei dann das Kupplungsteil in der Dichtöffnung verbleiben kann. Somit kann auch ein Austausch des Messgeräts vorgenommen werden, ohne dass das Kupplungsteil entfernt werden muss.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Ausführungsform des Messgeräts 1 der vorliegenden Erfindung in einer Explosionsansicht;
2 zeigt einen Querschnitt eines Abschnitts des Messgeräts der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand;
3 zeigt einen Querschnitt eines Abschnitts des Messgeräts 1 der vorliegenden Erfindung im montierten Zustand bei zurückgedrehtem Druckanschluss;
4 ist eine Detailansicht von Elementen des Messgeräts 1 der vorliegenden Erfindung; und
5 zeigt einen Querschnitt eines Abschnitts des Messgeräts in einer abgewandelten Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des Messgeräts 1 gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen lediglich der erläuternden Darstellung der Erfindungen dienen und die Erfindung nicht auf die in den Figuren gezeigten Details beschränkt ist.
Das in 1 gezeigte Messgerät 1 weist einen Druckanschluss 2 auf, der im gezeigten Aufführungsbeispiel an der Rückseite eines Gehäuses 3 des Messgeräts 1 relativ zu einer nicht gezeigten Skala angebracht ist.
Das Messgerät kann als Druckmessgerät ausgeführt sein, ist aber nicht darauf beschränkt. In diesem Fall ist in dem Gehäuse ein Messglied in Form eines Bourdonrohrs bzw. einer Rohrfeder oder einer Membran vorgesehen. Ferner kann eine Skala, auf welcher ein Druckbereich aufgedruckt ist, ein Zeigerwerk, welches unter Druckanstieg einen Ausschlag des Messglieds in eine Zeigerbewegung umwandelt und auf der Skala anzeigt, eine Sichtscheibe, welche zum Betrachter Hin das Gehäuse dichtend abschließt, vorgesehen sein.
Der Druckanschluss 2 weist im vorliegenden Aufführungsbeispiel zwei Teile auf, nämlich einen gehäuseseitigen Abschnitt 2a und ein Kupplungsteil 7. Der gehäuseseitige Abschnitt 2a weist einen ersten Gewindeabschnitt 5a auf. Zwischen dem ersten Gewindeabschnitt 5a und dem Gehäuse ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein blockförmiges Element vorgesehen, an welchem Flächen 4 ausgebildet sind, die als Werkzeugangriffseinrichtung beispielsweise in Form von Schlüsselflächen dienen. An diesen Flächen 4 kann beispielsweise mit einem Gabelschlüssel ein Drehmoment auf dem gehäuseseitigen Abschnitt 2a aufgebracht werden.
Der gehäuseseitige Abschnitt 2a weist ferner eine Zentralöffnung 6 auf, die sich axial innerhalb des ersten Gewindeabschnitts 5a und durch die gesamte Länge des gehäuseseitigen Abschnitts 2a erstreckt.
Das Kupplungsteil 7 weist einen zweiten Gewindeabschnitt 5b auf, der hinsichtlich der Dimensionierung, nämlich hinsichtlich des Durchmessers, der Steigung und der Gewindeform an den ersten Gewindeabschnitt 5a angepasst ist. Ferner weist das Kupplungsteil 7 einen Ansatz 8 auf, der sich axial von dem Bereich des Kupplungsteils 7 erstreckt, an welchem der zweite Gewindeabschnitt 5b vorgesehen ist.
An dem Ansatz 8 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine umlaufende Nut vorgesehen, in die ein Dichtelement 10 eingesetzt werden kann. An dem Ende des Kupplungsteils 7, das dem Ansatz 8 gegenüberliegt, ist eine Vertiefung 12 vorgesehen, in die ein Dichtelement 11 eingesetzt werden kann. Die Vertiefung 12 ist von einem als Tiefenanschlag ausgeführten Anschlagelement 13 umgeben. Die axiale Tiefe der Vertiefung 12, die von dem Anschlagelement 13 im vorliegenden Ausführungsbeispiel umgeben wird, ist vorzugsweise geringer als die Dicke des Dichtelements 11 im entspannten Zustand. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, wird das Dichtelement 11 in der Vertiefung 12 bis auf das gezeigte Maß V verpresst.
Insbesondere bei Einschrauben des Druckanschlusses in ein Aluminium-Pneumatikteil mit Anschlussnorm G 1/8 oder G 1/4 Gewinde betragen die Längenausdehnungen zwischen Kunststoff (z. B. PA, PE, PBT, ...) ein Vielfaches zueinander, so dass der Grad der axial elastischen Verpressung, wie auch die Dimensionierung und Werkstoffauswahl eine Schlüsselkomponente darstellt. So erweist sich hierfür ein O-Ring aus EPDM, NBR, FKM, Nitril- oder Butadienkautschuk in der Schnurstärke von 1–6, bevorzugt 1,8 bis 3,5 mm in Shorehärte 50–90 Shore, bevorzugt 60–70 Shore D als besonders vorteilhaft.
In 2 ist der Druckanschluss 2 des Messgeräts 1 im eingebauten Zustand dargestellt. Der Druckanschluss 2 ist dabei in eine Anwendungskomponente 20 eingebaut, welche eine Dichtöffnung 21 aufweist, die mit einem Innengewinde ausgestattet ist. In der Darstellung von 2 ist das Anschlagelement 13 in Anlage an einem Grund 24 der Dichtöffnung 21. Das Dichtelement 11 ist in der Vertiefung komprimiert und führt somit eine Abdichtung zwischen einer Kanalöffnung 23 der Anwendungskomponente 20 und dem Kupplungsteil 7 herbei.
Das Kupplungsteil 7 weist einen Kanal 15 auf, der eine Verbindung zwischen der Vertiefung 12 und somit zwischen der Kanalöffnung 23 der Anwendungskomponente 20 und dem Ende des Ansatzes 8 herstellt. Der Ansatz 8 erstreckt sich im montierten Zustand in eine Zentralöffnung 6 des gehäuseseitigen Abschnitts 2a.
Das Dichtelement 10 ist in der dargestellten Situation in der als Einstich ausgeführten ringförmigen Ausnehmung eingesetzt, die an den Außenumfang des Ansatzes 8 vorgesehen ist. Das Dichtelement 10 ist in Anlage an einer inneren Umfangsfläche der Zentralöffnung 6 und dichtet somit zwischen der Außenumfangsfläche des Ansatzes 8 und der Innenumfangsfläche der Zentralöffnung 6a. Die radiale Tiefe der ringförmigen Ausnehmung ist vorzugsweise geringer als die Dicke des Dichtelements 10 im entspannten Zustand.
In der Ansicht von 2 ist der gehäuseseitige Abschnitt 2a axial in Anlage an dem Kupplungsteil 7 in die Dichtöffnung 21 eingeschraubt. Insbesondere ist in dieser Situation eine Anlagefläche 19a des gehäuseseitigen Abschnitts 2a in Anlage mit einer Anlagefläche 19b des Kupplungsteils 7.
Die Zentralöffnung 6 steht in Verbindung mit einem nicht näher dargestellten Messglied, das sich innerhalb des Gehäuses 3 des Messgeräts 1 befindet. Im in 2 gezeigten Zustand besteht eine abgedichtete Fluidverbindung zwischen der Kanalöffnung 23 der Anwendungskomponente 20 über den Kanal 15 und die Zentralöffnung 6 zu dem Messglied.
Im Folgenden wird die Montage des Messgeräts 1 mit dem Druckanschluss 2 an der Dichtöffnung 21 der Anwendungskomponente 20 erläutert.
Das Messgerät 1 wird mit eingesetztem Kupplungsteil 7 in die Dichtöffnung 21 eingeschraubt. Zur Vorbereitung wird der Ansatz 8 in die Zentralöffnung 6 des gehäuseseitigen Abschnitts 2a eingeführt, bis die Anlageflächen 19a und 19b aneinander anliegen. Darauf wird vorzugsweise über die Werkzeugangriffseinrichtung 4 ein Drehmoment auf den gehäuseseitigen Abschnitt 2a aufgebracht.
Im Bereich der Anlageflächen 19a und 19b ist bei dem erfindungsgemäßen Messgerät eine Drehmomentübertragungseinrichtung vorgesehen, die ein gehäuseseitiges Eingriffselement 9 und ein kupplungsteilseitiges Eingriffselement 17 aufweist. Diese Elemente werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 näher erläutert.
4 zeigt das Kupplungsteil 7 in einer Einzelansicht. Im Bereich der Anlagefläche 19b des Kupplungsteils 7 ist ein kupplungsteilseitiges Eingriffselement 17 in Form eines Vorsprungs vorgesehen, der außermittig aus der Anlagefläche 19b vorsteht. In der Anlagefläche 19a des gehäuseseitigen Abschnitts 2a ist ein gehäuseseitiges Eingriffselement 9 in Form eines Vorsprungs vorgesehen, der ebenfalls außermittig angeordnet ist und bei einer vorbestimmten Relativposition von Kupplungsteil 7 und gehäuseseitigem Abschnitt 2a mit dem kupplungsteilseitigem Teilelement 17 in Eingriff gelangen kann.
Unter Rückbezug auf 2 kann das gehäuseseitige Eingriffselement 9 somit durch die Drehung des gehäuseseitigen Abschnitts 2a in Anlage mit dem kupplungsteilseitigen Eingriffselement 17 gelangen, so dass eine Drehung des gehäuseseitigen Abschnitts 2a auf das Kupplungsteil 7 übertragen wird. Somit kann durch Drehen des gehäuseseitigen Abschnitts 2a beispielsweise mit Hilfe der Werkzeugangriffseinrichtung 4 der gesamte Druckanschluss 2 als eine Einheit in die Dichtöffnung 21 eingeschraubt werden.
Im in 2 gezeigten Zustand ist das Anschlagelement 13 in Anlage an den Grund 24 der Dichtöffnung 21 der Anwendungskomponente 20. Durch Selbsthemmung des zweiten Gewindeabschnitts 5b am Innengewinde in der Dichtöffnung 21 kann das Kupplungsteil 7 somit festgehalten werden.
In 3 ist das Messgerät 1 mit zurückgedrehtem gehäuseseitigem Abschnitt 2a gezeigt. Wie mit dem gezeigten Pfeil angedeutet ist, kann der gehäuseseitige Abschnitt 2a entgegen der Einschraubrichtung zurückgedreht werden, wobei das Kupplungsteil 7 im vollständig eingeschraubten Zustand verbleibt. Durch die vorstehend genannte Selbsthemmung zwischen dem zweiten Gewindeabschnitt 5b und dem Innengewinde der Dichtöffnung 21 bleibt die Position des Kupplungsteils 7 unverändert.
Bei diesem Vorgang wird der gehäuseseitige Abschnitt 2a relativ zu den Kupplungsteil 7 einerseits gedreht und andererseits durch den Einfluss des Gewindeeingriffs axial von dem Kupplungsteil 7 entfernt. Diese kombinierte rotatorische und translatorische Bewegung wird durch die Innenumfangsfläche der Zentralöffnung 6 und die Außenumfangsfläche des Ansatzes 8 geführt. Das in der Nut untergebrachte Dichtelement 10 bleibt durch die komprimierte Einbausituation in ständigem Kontakt unter dem erforderlichen Anpressdruck mit der Innenumfangswand der Zentralöffnung 6, so dass eine Abdichtung gewährleistet wird.
Aufgrund der kombinierten rotatorischen und translatorische Bewegung des gehäuseseitigen Elements 2a kann das gehäuseseitige Eingriffselement 9 nach ungefähr einer Umdrehung ausgehend vom Eingriffszustand der Eingriffselemente über das kupplungsteilseitige Eingriffselement 17 hinweg laufen. Insbesondere wird dies dadurch ermöglicht, dass die Höhe von jedem der Eingriffselemente, die in diesem Ausführungsbeispiel als Vorsprünge gebildet sind, geringer als die Steigung des verwendeten Gewindes ist. Dadurch wird gewährleistet, dass nach einer Umdrehung die translatorische Bewegung ausreicht, um ein blockieren der Eingriffselemente an den entsprechenden Rückseiten zu verhindern. Dadurch wird gleichzeitig ein unbeabsichtigtes Herausdrehen des Kupplungsteils 7 unmöglich gemacht.
Erfindungsgemäß kann somit das Messgerät 1 in die Dichtöffnung 21 der Anwendungskomponente 20 eingeschraubt werden, wie es bei üblichen einteiligen Druckanschlüssen bekannt ist. Insbesondere muss lediglich das Kupplungsteil 7 in die Zentralöffnung 6 des gehäuseseitiges Abschnitts 2a eingesetzt werden und kann dann durch Aufbringen eines Drehmoments an der Werkzeugangriffseinrichtung 4 des gehäuseseitigen Abschnitts 2a der Druckanschluss 1 vollständig eingeschraubt werden.
Anders als bei bekannten einteiligen Druckanschlüssen kann jedoch das Messgerät 1 mit dem daran angebrachten gehäuseseitigen Abschnitts 2a zurückgedreht werden, so dass die Rotationsposition an die Gegebenheiten insbesondere hinsichtlich der Erkennbarkeit der Anzeige gewährleistet ist. Insbesondere bleibt anders als bei bekannten Druckanschlüssen die Dichtigkeit gewährleistet, da das Kupplungsteil 7 fest in der Dichtöffnung 21 verschraubt bleibt und ferner eine weitere Abdichtung zwischen dem Ansatz 8 des Kupplungsteils 7 und dem gehäuseseitigen Abschnitts 2a vorgesehen ist.
Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messgeräts ist in 5 gezeigt.
Die Änderungen bezüglich der vorhergehenden Erläuterungen betreffen die Dichtelemente 10B und 11B, wie in 5 entnehmbar ist. Insbesondere ist das Dichtelement 10B als angeformtes bzw. angespritztes Dichtelement vorgesehen, das insbesondere unverlierbar am Ansatz 8 des Kupplungsteils 7 angebracht ist. Dabei ist dieses angeformte Dichtelement 10B in einer umlaufenden Nut angeformt und besteht aus einem elastischen Material, das eine Abdichtung relativ zu der Innenumfangsfläche der Zentralöffnung 6 gewährleistet, während gleichzeitig eine rotatorische und translatorische Relativbewegung zwischen Kupplungsteil 7 und gehäuseseitigem Abschnitt 2a gewährleistet wird.
Ferner ist in dieser Alternative das Dichtelement 11B, das eine Abdichtung zwischen dem Kupplungsteil 7 und der Dichtöffnung 21 der Anwendungskomponente 20 bewirken soll, als angeformtes bzw. angespritztes Dichtelement 11B ausgestaltet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 5 gezeigt ist, ist das angeformte Dichtelement 11B an dem zweiten Gewindeabschnitt 5b des Kupplungsteils 7 ausgebildet. Das angeformte Dichtelement 11B ist in dieser Ausführungsform in eine radiale Ausnehmung angeformt und wird beim Einschrauben des Kupplungsteils 7 gegen das Innengewinde der Dichtöffnung 21 gedrückt. Dadurch wird in ähnlicher Weise eine Abdichtung zwischen dem Kupplungsteil 7 und der Dichtöffnung 21 herbeigeführt.
Weiterhin ist denkbar, dass das Dichtelement 11B ein übergezogener elastischer Flachdichtring ist, welcher einen rechteckigen Querschnitt aufweist, und sich beim Einschrauben des Kupplungsteils plastisch an das Gewinde dichtend anpasst, und so insbesondere auch Durchmessertoleranzen des Gewindeanschlusses abfängt und abdichtet. Durch die mechanische Anfertigung der Gewindeanschlüsse sind durchaus große Durchmesserschwankungen z. B. auch bei Ausführung in Aluminium fertigungsbedingt an der Tagesordnung, insbesondere ein weiches oder plastisches Material, ob als Flachdichtung oder angespritzt oder insbesondere aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) kann hier von Vorteil sein. Weiterhin nicht dargestellt sind mögliche radiale Dichtkanten, welche durch die Montage verpresst sind und zu einer dichtenden Anlage innerhalb der Bohrung 6 führen. Weiterhin kann ebenso der Dichtring 11B als angeformte elastische Dichtung am Kupplungsteil 7 ausgeführt werden. Hierbei ist ebenso denkbar, dass dieser Dichtring kunststofftechnisch auf das Kupplungselement 7 aufgespritzt wird und dieses Element neben der Dichtwirkung auch über Gewindehemmung die dauerhafte Fixierung des Kupplungsteils in der Dichtöffnung 21 der Anwendungskomponente 20 übernimmt
In einer alternativen Ausführungsform kann das Kupplungsteil 7 einen plastisch verformbaren Endabschnitt 14 aufweisen. Wie in 2 gezeigt ist, ist der plastisch verformbare Endabschnitt 14 des Kupplungsteils 7 verformt, was durch die beim Einschrauben des Kupplungsteils 7 ausgeübte Druckkraft gegen den Grund 24 der Dichtöffnung 21 hervorgerufen wurde. In diesem Zusammenhang ist am Endabschnitt der Dichtöffnung 21 eine Verengung 22 vorgesehen, so dass die plastische Verformung des plastisch verformbaren Endabschnitts 14 eine dauerhafte Fixierung des Kupplungsteils 7 bewirkt. Weiterhin ist denkbar, daß Kupplungsteil 7 mit einem dichtenden Kleber, Heisskleber oder aushärtendem Dichtwerkstoff, wie etwas Silikon oder Acrylkleber dichtend und unverlierbar montiert wird. Der Dichtwerkstoff, Kleber kann hierzu auch in Mikroverkapselungen mit dem Kupplungsteil 7 in die Dichtzone eingebracht werden, wobei sich die Verkapselungen bei Montage öffnen und vor Ort dann abdichtend mit ihrem Inhalt wirken.
Bezugszeichenliste

1: Messgerät
2: Druckanschluss
2a: gehäuseseitiger Abschnitt
3: Gehäuse
4: Werkzeugangriffseinrichtung
5a: erster Gewindeabschnitt
5b: zweiter Gewindeabschnitt
6: Zentralöffnung
7: Kupplungsteil
8: Ansatz
9: gehäuseseitiges Eingriffselement
10: Dichtelement
10B: Dichtelement
11: Dichtelement
11B: Dichtelement
12: Vertiefung
13: Anschlagelement
14: Endabschnitt des Kupplungsteils
15: Kanal
16: Werkzeugangriffseinrichtung
17: kupplungsteilseitiges Eingriffselement
19a: Anlagefläche an gehäuseseitigem Abschnitt
19b: Anlagefläche am Kupplungsteil
20: Anwendungskomponente
21: Dichtöffnung
22: Verengung der Dichtöffnung
23: Kanalöffnung der Anwendungskomponente
24: Grund der Dichtöffnung

Claims

Messgerät (1) zum Messen von Druck oder Temperatur eines Fluids für den Dauereinsatz, wobei das Messgerät (1) aufweist: – ein Gehäuse (3), – ein innerhalb des Gehäuses angeordnetes Messglied, – einen außen am Gehäuse (3) angeordneten Druckanschluss (2), wobei das Messglied dichtend mit dem Druckanschluss (2) verbunden ist, und wobei der Druckanschluss (2) einen als Außengewinde ausgeführten Gewindeabschnitt (5a, 5b) aufweist, und wobei der Druckanschluss (2) zweiteilig ausgebildet ist.
Messgerät nach Anspruch 1, wobei der Druckanschluss (2) einen gehäuseseitigen Abschnitt (2a) und ein in axialer Ausrichtung an dem gehäuseseitigen Abschnitt (2a) lösbar anbringbares Kupplungsteil (7) aufweist.
Messgerät nach Anspruch 2, wobei der Gewindeabschnitt (5a, 5b) des Druckanschlusses (2) durch einen ersten Gewindeabschnitt (5a), der an einem Außenumfang des gehäuseseitigen Abschnitts (2a) vorgesehen ist, und einen zweiten Gewindeabschnitt (5b), der an einem Außenumfang des Kupplungsteils (7) vorgesehen ist, gebildet wird.
Messgerät nach Anspruch 3, wobei das Kupplungsteil (7) axial in Anlage an den gehäuseseitigen Abschnitt (2a) bringbar ist und in diesem Zustand der erste Gewindeabschnitt (5a) und der zweite Gewindeabschnitt (5b) axial aneinander angrenzen.
Messgerät nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Druckanschluss (2) mit dem ersten Gewindeabschnitt (5a) und dem zweiten Gewindeabschnitt (5b) in einen Innengewindeabschnitt einer Dichtöffnung einer Anwendungskomponente dichtend einschraubbar ist.
Messgerät nach einem der Ansprüche 2–5, wobei das Kupplungsteil (7) einen sich axial erstreckenden Ansatz (8) aufweist, der in eine Zentralöffnung (6) des gehäuseseitigen Abschnitts (2a) zentriert einsetzbar ist.
Messgerät nach Anspruch 6, wobei der Ansatz (8) einen Kanal (15) aufweist, der eine Fluidverbindung zwischen dem axialen Endabschnitt des Ansatzes (8) und einem dem Ansatz (8) gegenüberliegenden Endabschnitt des Kupplungsteils (7) bildet.
Messgerät nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein Dichtelement (10) zwischen einem Außenumfang des Ansatzes (8) und dem Innenumfang der Zentralöffnung (6) vorgesehen ist, wobei das Dichtelement (10) eine axiale und rotatorische Relativbewegung zwischen dem Ansatz (8) und der Zentralöffnung (6) gestattet.
Messgerät nach einem der Ansprüche 6–8, wobei eine Dichtanordnung (11, 12) an einem Endbereich des Kupplungsteils (7), der axial dem Ansatz (8) gegenüberliegt, zur Abdichtung zwischen dem Kupplungsteil (7) und einer Dichtöffnung einer Anwendungskomponente vorgesehen ist.
Messgerät nach Anspruch 9, wobei die Dichtanordnung (11, 12) eine axiale Vertiefung (12) am Endbereich des Kupplungsteils und ein darin einlegbares und gegen eine Dichtfläche in der Dichtöffnung der Anwendungskomponente komprimierbares Dichtelement (11) aufweist.
Messgerät nach Anspruch 10, wobei die axiale Vertiefung (12) radial zumindest abschnittsweise von einem Anschlagelement (13) begrenzt ist, das gegen eine Dichtfläche in der Dichtöffnung der Anwendungskomponente zur Begrenzung der Komprimierung des Dichtelements (11) in Anlage bringbar ist.
Messgerät nach einem der Ansprüche 8–11, wobei zumindest eines der Dichtelemente (10, 11) an dem Kupplungsteil (7) insbesondere unverlierbar angeformt ist.
Messgerät nach einem der Ansprüche 6–12, wobei am axialen freien Ende des Ansatzes (8) eine Werkzeugangriffseinrichtung (16) vorgesehen ist, über die ein Drehmoment auf das Kupplungsteil (7) aufbringbar ist.
Messgerät nach einem der Ansprüche 2–13, wobei am gehäuseseitigen Abschnitt (2a) des Druckanschlusses (2) eine Werkzeugangriffseinrichtung (4) zum Aufbringen eines Drehmomentes auf den gehäuseseitigen Abschnitt (2a) des Druckanschlusses (2) vorgesehen ist.
Messgerät nach einem der Ansprüche 2–14, ferner mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung (9, 17) zur Übertragung eines Drehmomentes von dem gehäuseseitigen Abschnitt (2a) des Druckanschlusses (2) auf das Kupplungsteil (7) bei Vorliegen einer vorbestimmten Relativlage zwischen gehäuseseitigem Abschnitt (2a) des Druckanschlusses (2) und Kupplungsteil (7).
Messgerät nach Anspruch 15, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (9, 17) ein gehäuseseitiges Eingriffselement (9) und ein kupplungsteilseitiges Eingriffselement (17) aufweist, die bei in den gehäuseseitigen Abschnitt (2a) eingesetztem Kupplungsteil (7) beim Einschrauben des Druckanschlusses (2) in Eingriff gelangen, so dass eine gemeinsame Drehung des gehäuseseitigen Abschnitts (2a) und des Kupplungsteils (7) erzwungen wird.
Messgerät nach einem der Ansprüche 2–16, wobei bei in die Dichtöffnung der Anwendungskomponente eingeschraubtem Zustand des Druckanschlusses (2) der gehäuseseitige Abschnitt (2a) relativ zum Kupplungsteil (7) drehbar, insbesondere entgegen der Einschraubrichtung drehbar ist.
Messgerät nach einem der Ansprüche 16–17, wobei die axiale Überschneidung der Eingriffselemente (9, 17) im Eingriffszustand nicht größer als die Steigung des Gewindeabschnitts (5a, 5b) ist.