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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorgehäuse, das eine Längsachse, einen Klemmbereich, der die Längsachse umgibt, und eine Ausnehmung im Klemmbereich aufweist, wobei die Ausnehmung in Umfangsrichtung verläuft.
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Das Sensorgehäuse kann verwendet werden als Teil eines Drucksensors oder eines Temperatursensors, der in Fluidsystemen montiert werden kann, beispielsweise Kälteanlagen, hydraulischen Systemen oder Maschinen.
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Ein Sensor, der in einem Fluidsystem angeordnet ist, kann Vibrationen und/oder Stoß unterworfen sein.
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Um Probleme, die durch derartige Vibrationen und/oder Stoß zu überwinden oder zumindest zu vermindern, ist vorgeschlagen worden, das Sensorgehäuse nicht nur an dem Fluidsystem zu montieren, sondern das Sensorgehäuse an einer starren Struktur an einem schwingungsdämpfenden Element unter Verwendung von Schrauben, Gewindebolzen und Muttern zu befestigen.
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Derartige Elemente sind jedoch schwierig zu montieren in Systemen oder abgelegenen Orten, wo es nur einen begrenzten Raum gibt, um die Teile und die nötigen Werkzeuge zu handhaben.
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Die ausgefeiltere Lösung ist die Verwendung einer Art Rohrschelle, die den Klemmbereich umgibt. Um die Möglichkeit von axialen Bewegungen des Sensorgehäuses zu vermindern, ist die Rohrschelle mit einem radial nach innen ragenden Vorsprung versehen, der jedoch eine entsprechende Ausnehmung in dem Klemmbereich des Sensorgehäuses erfordert. Die Ausnehmung kann in Form einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut sein. Wenn der Vorsprung der Rohrschelle oder eines ähnlichen Klemmrings in die Ausnehmung eingesetzt worden ist, ist das Sensorgehäuse gegen eine Bewegung in axialer Richtung verriegelt.
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Die Herstellung einer derartigen Ausnehmung oder Nut in dem Klemmbereich ist jedoch schwierig und teuer, insbesondere im Fall, wo der Klemmbereich in einem massiven Flanschabschnitt des Gehäuses ist, der oft eine polygonförmige Außenoberfläche für ein Montagewerkzeug hat. Weiterhin kann die Längserstreckung des massiven Flanschs zu begrenzt sein, um eine derartige Ausnehmung oder Nut unterzubringen, während sie immer noch als eine Oberfläche für Montagewerkzeuge und/oder für Produktmarkierungen verwendet werden kann.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe ist es, eine Ausnehmung in dem Klemmbereich des Sensorgehäuses mit niedrigen Herstellungskosten bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Sensorgehäuse der eingangsgenannten Art dadurch gelöst, dass die Ausnehmung zwischen dem Teil des Gehäuses und einem Verriegelungselement, das an dem Gehäuse befestigt ist, gebildet ist.
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Eine derartige Lösung hat den Vorteil, dass es nicht länger notwendig ist, die Ausnehmung oder eine entsprechende Nut durch maschinelle Bearbeitung des Gehäuses zu bilden. Es ist lediglich notwendig, das Verriegelungselement an dem Gehäuse zu befestigen, so dass ein Spalt zwischen dem Verriegelungselement und einem Teil des Gehäuses in dem Klemmbereich gebildet wird. Die Breite des Spalts kann durch die Montageposition des Verriegelungselements bestimmt werden. Der Vorsprung der Rohrschelle oder eines anderen Klemmrings kann dann in den Spalt zwischen dem Verriegelungselement und dem Gehäuse eingesetzt werden, so dass das Gehäuse vor einer axialen Bewegung geschützt ist, d. h. eine Bewegung parallel zu der Längsachse.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse eine Verlängerung mit einer Querschnittsfläche auf, die kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Klemmbereichs, wobei das Verriegelungselement an der Verlängerung befestigt ist. Das Verriegelungselement kann dann an dem Umfang der Verlängerung befestigt werden und die axiale Position der Verlängerung, d. h. eine Position in eine Richtung parallel zu der Längsachse des Sensorgehäuses, definiert die Breite des Spalts oder der Ausnehmung zwischen dem Verriegelungselement und dem oben erwähnten Teil des Gehäuses.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Verlängerung koaxial zu der Längsachse angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das Verriegelungselement ebenfalls koaxial zu der Längsachse angeordnet werden kann, so dass die Montage erleichtert wird.
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In einer Ausführungsform der Erfindung umgibt das Verriegelungselement zumindest teilweise die Verlängerung. Das heißt, dass die Ausnehmung oder der Spalt, der zwischen dem Verriegelungselement und dem oben erwähnten Teil des Gehäuses im Klemmbereich gebildet ist, zumindest über denselben Umfangsteil der Verlängerung gebildet ist, auf dem das Verriegelungselement angeordnet ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Verlängerung zylindrisch. Die zylindrische Form ist einfach herzustellen, beispielsweise durch Drehen. Das Verriegelungselement kann auf der zylindrischen Verlängerung montiert werden, ohne dass man auf die Winkelposition des Verriegelungselements achten muss. Die Verlängerung kann einen konischen Abschnitt an dem Ende aufweisen, der von dem Gehäuse weg weist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Verlängerung senkrecht von einer Fläche des Gehäuses. Die Fläche des Gehäuses, die „permanente Klemmfläche“ genannt werden kann, definiert eine Seite der Nut oder der Ausnehmung, die den Vorsprung des Klemmrings aufnimmt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Nut in der Verlängerung gebildet und das Verriegelungselement ist in Form eines Klemmelements ausgebildet, das in die Nut einschnappt. Eine Nut in einem zylindrischen Teil kann einfach produziert werden. Da die Verlängerung einen kleineren Querschnitt hat, ist die Nut in Umfangsrichtung kürzer als eine entsprechende Nut auf dem Außenumfang des Klemmbereichs. Die Nut benötigt nur eine relativ kleine Tiefe, da sie nur für das Halten des Verriegelungselements vorgesehen ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Klemmelement E-förmig. Mit anderen Worten ist es in Form eines Rings (der nicht notwendiger weise kreisförmig sein muss) mit einer Anzahl von Vorsprüngen, die radial nach innen zeigen, wobei die Vorsprünge in die Nut eingesetzt werden. Ein Winkelabstand zwischen den äußersten Vorsprüngen ist größer als 180°, so dass das Klemmelement durch elastisches Verformen des Klemmelements in die Nut auf der Verlängerung gedrückt werden kann, bis es um die Bodenfläche der Nut in der Verlängerung einschnappt. Eine axiale Fläche des Klemmelements, das der permanenten Klemmfläche gegenüberliegt, kann „temporäre Klemmfläche“ genannt werden. Die permanente Klemmfläche und die temporäre Klemmfläche begrenzen zusammen die Ausnehmung, die zur Aufnahme des Vorsprungs des Klemmrings vorgesehen ist, in axialer Richtung.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Verriegelungselement Form einer Sicherungsscheibe, die auf der Verlängerung montiert ist. Die Sicherungsscheibe weist ein äußeres Ringelement mit mehreren elastisch deformierbaren Abschnitten auf, die von dem Ring radial nach innen vorstehen. Der Innendurchmesser der Scheibe ist geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Verlängerung. Die Sicherungsscheibe kann auf der zylindrischen Verlängerung montiert und in Richtung auf die permanente Klemmfläche geschoben werden, bis die Entfernung zwischen dem äußeren Ring der Scheibe und der permanenten Klemmfläche der vorbestimmten Entfernung oder der Breite der Ausnehmung entspricht. Die inneren Endflächen der verformbaren Sektionen werden mit der Oberfläche der Verlängerung in Eingriff kommen und in axiale Richtung deformiert werden in eine Richtung entgegengesetz zu der Montagerichtung. Hierdurch wird die Scheibe gegen eine Bewegung in dieser Richtung verriegelt. Die Scheibe wird in der Lage sein, axialen Belastungen von dem Klemmelement zu widerstehen, die beim normalen Betrieb des Fluidsystems auftreten.
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In einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich ein Arbeitsabschnitt des Sensors von der Verlängerung. Der Arbeitsabschnitt kann einen Sensor selbst aufweisen und/oder eine physikalische Eigenschaft des Fluids in dem System bestimmen. Alternativ kann der Arbeitsabschnitt einen Kanal bilden, um das Fluid in andere Teile des Sensorgehäuses zu führen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung hat der Arbeitsabschnitt einen Querschnitt, der kleiner ist als der der Verlängerung. Wenn man das Verriegelungselement montiert, stört der Arbeitsabschnitt nicht.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Arbeitsabschnitt einen Gewindeabschnitt auf. Der Gewindeabschnitt kann ein Außengewinde oder ein Innengewinde aufweisen. Er kann verwendet werden, um das Sensorgehäuse mit dem Fluidsystem zu verbinden.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, worin:
- 1 eine erste Ausführungsform eines Sensorgehäuses teilweise aufgebrochen zeigt
- 2 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform des Sensorgehäuses zeigt,
- 3 eine zweite Ausführungsform eines Sensorgehäuses teilweise aufgebrochen zeigt und
- 4 eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform des Sensorgehäuses zeigt.
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In der nachfolgenden Beschreibung sind dieselben Elemente in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Ein Sensorgehäuse 1 weist eine Längsachse 2 und einen Klemmbereich 3 auf, der die Längsachse 2 umgibt. Eine Ausnehmung 4 ist in dem Klemmbereich 3 vorgesehen. Die Ausnehmung 4 verläuft in Umfangsrichtung, was nicht notwendigerweise bedeutet, dass sie in Umfangsrichtung durchgeht.
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Die Ausnehmung 4 ist zwischen einem Verriegelungselement 5 und einem Teil 6 des Gehäuses 1 gebildet. Der Teil 6 des Gehäuses weist eine permanente Klemmfläche 7 auf. Das Verriegelungselement 5 weist eine temporäre Klemmfläche 8 auf.
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Eine Verlängerung 9 erstreckt sich senkrecht von der permanenten Klemmfläche 7, d. h. von dem Teil 6 des Gehäuses. Wie man sehen kann, kann der Teil 6 des Gehäuses mit einer polygonalen Außenfläche 10 versehen sein, beispielsweise einem Sechseck, das für ein Montagewerkzeug verwendet werden kann.
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Die Verlängerung 9 hat einen Querschnitt, der kleiner ist als die Querschnittsfläche des Klemmbereichs 3, genauer gesagt kleiner als die Querschnittsfläche des Gehäuseteils 6. Die Verlängerung 9 ist außen zylindrisch. Die Verlängerung 9 erstreckt sich koaxial mit der Längsachse 2.
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Die Verlängerung 9 ist mit einer Nut 11 versehen, die in Umfangsrichtung verläuft. Das Verriegelungselement 5 ist in Form eines Federrings mit radial nach innen vorstehenden Vorsprüngen 12, 13, 14. Die äußeren Vorsprünge 12, 14 haben einen Winkelabstand von mehr als 180°. Dementsprechend ist das Verriegelungselement in Form eine E-förmigen Klemmelements, das in die Nut 11 gedrückt werden kann, indem man es in radialer Richtung (bezogen auf die Längsachse 2) in die Nut 11 presst. Während einer derartigen Montage wird das Verriegelungselement 5 elastisch verformt und die Vorsprünge 12, 13 ,14 schnappen um die Bodenfläche der Nut 11 ein.
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Die temporäre Klemmfläche 8 ist eine axiale Fläche des Verriegelungselements, die der permanenten Klemmfläche 7 des Gehäuseteils 6 gegenüberliegt. Dementsprechend bildet das Verriegelungselement entlang des größten Teils des Umfangs des Sensorgehäuses 1 zusammen mit der axialen Fläche des Gehäuseteils 6 die Ausnehmung 4. Die Entfernung der radialen Nut 11 von der permanenten Klemmfläche 7 definiert die Breite der Ausnehmung 4.
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Die Verbindung des Verriegelungselements 4 und der Verlängerung 9 kann hohen axialen Kräften widerstehen. Das Verriegelungselement 5 ist ein billiges Standardteil und es ist von dem Sensorgehäuse 1 entfernbar, da keine spezielle Schwindungsdämpfung erforderlich ist.
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3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Sensorgehäuses 1, in der das Verriegelungselement 5 in Form einer Sicherungsscheibe ist. Das Verriegelungselement 5 weist ein äußeres Ringelement 15 mit mehreren elastisch deformierbaren Abschnitten 16 auf, die in eine radial nach innen gerichtete Richtung von dem Ring 15 vorstehen. Der Innendurchmesser des Verriegelungselements 5 ist geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der zylindrischen Verlängerung 9 des Sensorgehäuses 1. Das Verriegelungselement 5 kann auf die zylindrische Verlängerung 9 geschoben werden und in Richtung auf die permanente Klemmfläche 7 geschoben werden, bis die Entfernung zwischen der temporären Klemmfläche 8 des Verriegelungselements 5 und der permanenten Klemmfläche 7 des Gehäuseabschnitts 6 einer bestimmten oder gewünschten Breite der Ausnehmung 4 entspricht. Die inneren Endflächen der verformbaren Abschnitte 16 werden mit der Oberfläche der zylindrischen Verlängerung 9 in Eingriff kommen und in eine axiale Richtung deformiert werden, entgegen der Montagerichtung. Hierdurch wird das Verriegelungselement 5 gegen die Bewegung in diese Richtung verriegelt werden.
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Das Verriegelungselement 5 wird in der Lage sein, den axialen Belastungen von dem Klemmelement zu widerstehen. Die radial nach innen ragenden Teile einer Rohrschelle werden in die Ausnehmung 4 eingesetzt bei normalem Betrieb des Fluidsystems.
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Ein derartiges Sensorgehäuse erlaubt die Verwendung von relativ kostengünstigen Komponenten für das Verriegelungselement 5, um eine entfernte und schnelle Installation einer Sensoranordnung in einer Öffnung eines Fluidsystems zu ermöglichen.
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Das Sensorgehäuse 1 kann mindestens einen Sensor aufweisen, um eine physikalische Eigenschaft des Fluids in dem System zu bestimmen, z. B. einen Drucksensor oder einen Temperatursensor, der innerhalb des Sensorgehäuses 1 angeordnet ist.
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Zu diesem Zweck ist das Sensorgehäuse 1 mit einem Arbeitsabschnitt 17 versehen, der sich von der Verlängerung 9 erstreckt und eine kleinere Querschnittsfläche als die Verlängerung 9 aufweist. Der Arbeitsabschnitt 17 kann gleichermaßen eine zylindrische Außenform haben. Er bildet eine Stufe zu der Verlängerung 9.
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Der Arbeitsabschnitt 17 kann verwendet werden, um den oben erwähnten Sensor aufzunehmen. Zusätzlich oder alternativ kann der Arbeitsabschnitt mit einem Kanal versehen sein, der das Fluid von dem System in andere Teile des Sensorgehäuses leitet. Weiterhin kann der Arbeitsabschnitt 17 mit einem Innengewinde oder einem Außengewinde versehen sein, um die Montage des Sensorgehäuses 1 an dem Fluidsystem zu ermöglichen.
