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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen eines Sensors und ein Sensorsystem.
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In der Analysemesstechnik, insbesondere im Bereich der Wasserwirtschaft, der Umweltanalytik, im industriellen Bereich, z.B. in der Lebensmitteltechnik, der Biotechnologie und der Pharmazie, sowie für verschiedenste Laboranwendungen sind Messgrößen wie der pH-Wert, die Leitfähigkeit, oder auch die Konzentration von Analyten, wie beispielsweise Ionen oder gelösten Gasen in einem gasförmigen oder flüssigen Messmedium von großer Bedeutung. Diese Messgrößen können beispielsweise mittels elektrochemischer Sensoren erfasst und/oder überwacht werden, wie zum Beispiel optische, potentiometrische, amperometrische, voltammetrische oder coulometrische Sensoren, oder auch Leitfähigkeitssensoren.
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Sensoren werden in der Regel zu bestimmten Zeitpunkten gewartet, um beste Messergebnisse zu garantieren. Bei einer Wartung eines Sensors muss das Sensorgehäuse des Sensors unter Umständen geöffnet werden, um im Inneren des Sensors Wartungen von zum Beispiel der Elektronik vorzunehmen. Aus diesem Grund sind die meisten Sensoren derart ausgebildet, dass ein Öffnen des Sensorgehäuses möglich ist. Bei vielen Sensoren kann das Sensorgehäuse über eine Gewindeverbindung geöffnet werden. Die Gewindeverbindung ist vorteilhafterweise mit einem Klebstoff verklebt, um unabsichtliches Öffnen des Sensorgehäuses durch den Benutzer sowie eine optimale Abdichtung des Sensorgehäuses im Betrieb zu erreichen.
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Soll das Sensorgehäuse im Zuge einer Wartung geöffnet werden, so muss ausreichend Kraft aufgewendet werden, um den Klebstoff in der Gewindeverbindung zu lösen. Jedoch muss gleichzeitig darauf geachtet werden, den Sensor und insbesondere das Sensorgehäuse nicht zu beschädigen. Weist der Sensor zusätzlich eine kreisförmige Querschnittsform auf, so ist das Halten ohne Verrutschen des Sensors umso schwerer.
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Bisher bekannte Lösungen zum Öffnen von Gewindeverbindungen, wie zum Beispiel das Verwenden von Rohrzangen, ermöglichen keine ausreichende Sicherheit vor einer Beschädigung des Sensors, bzw. des Sensorgehäuses. Wird zum Beispiel nicht genügend Kraft aufgewendet, so verrutscht die Rohrzange und verkratzt das Sensorgehäuse. Diese Schäden am Gehäuse können nicht repariert werden und bedeuten einen unnötigen Umtausch der beschädigten Komponenten. Bei verklebten Gewindegängen kann es auch passieren, dass die Kraft beim Festhalten mit der Rohrzange und dem Drehen des eingeklemmten Teils nicht ausreicht. Als Folge rutscht ebenso das Werkzeug und beschädigt den Sensor/Gerät.
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Weitere bekannte Lösung zum Öffnen von Gewindeverbindungen basieren auf der Anwendung von Hebelkräften in radialer Richtung des Gewindes. Je größer die Kraft beim Hebeln, desto fester kann der Sensor gehalten werden. Bei dieser Lösung kann jedoch das Gehäuse so stark geklemmt werden, dass es verformt wird. Ebenso kann die eingesetzte Kraft, um das Losdrehmoment zu erzeugen, nicht genau dosiert bzw. kontrolliert werden. Die Gewindeverbindung kann sich somit festfressen.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche es ermöglicht, auf einfache und sichere Weise ein Sensorgehäuse zu öffnen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Öffnen eines Sensors umfasst:
- - eine erste Halteeinheit mit einer ersten Öffnung, welche sich entlang einer ersten Achse erstreckt und einen ersten Durchmesser aufweist, wobei die erste Halteeinheit ein erstes Spannelement umfasst, welches dazu geeignet ist, den ersten Durchmesser zu verändern, wobei die erste Halteeinheit einen ersten Verbindungsbereich aufweist,
- - eine zweite Halteeinheit mit einer zweiten Öffnung, welche sich entlang der ersten Achse erstreckt und einen zweiten Durchmesser aufweist, wobei die zweite Halteeinheit ein zweites Spannelement umfasst, welches dazu geeignet ist, den zweiten Durchmesser zu verändern, wobei die zweite Halteeinheit einen zweiten Verbindungsbereich aufweist,
- - eine Verbindungseinheit, wobei die Verbindungseinheit dazu geeignet ist, den ersten Verbindungsbereich mit dem zweiten Verbindungsbereich zu verbinden und die erste Halteeinheit relativ zur zweiten Halteeinheit um die erste Achse zu bewegen.
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Anhand der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ermöglicht, ein Sensorgehäuse ohne Schaden an dem Sensorkopf oder Sensorkörper zu öffnen. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht mit definierter und kontrollierter Kraft ein Losbrechmoment einer Gewindeverbindung zu erzeugen. Ebenso wird ermöglicht, ohne große körperliche Anstrengung ein verschraubtes Sensorgehäuse aufzumachen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der erste Verbindungsbereich der ersten Halteeinheit eine dritte Öffnung auf, welche sich entlang einer zur ersten Achse orthogonal verlaufenden zweiten Achse erstreckt. Der zweite Verbindungsbereich der zweiten Halteeinheit weist eine vierte Öffnung auf, welche sich mindestens entlang der zweiten Achse erstreckt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die dritte Öffnung der ersten Halteeinheit oder die vierte Öffnung der zweiten Halteeinheit ein Gewinde auf und die Verbindungseinheit ist eine Schraube.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Verbindungseinheit eine Schraube und eine Mutter. Die dritte Öffnung der ersten Halteeinheit ist dazu geeignet, die Schraube zu empfangen und die vierte Öffnung der zweiten Halteeinheit ist dazu geeignet, die Mutter zu empfangen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die vierte Öffnung ein Langloch auf, so dass die Mutter im Langloch bewegbar gelagert ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die erste Halteeinheit eine erste Halbschale und eine zweite Halbschale auf und das erste Spannelement ist dazu geeignet, die erste Halbschale mit der zweiten Halbschale zu verbinden und/oder wobei die zweite Halteeinheit eine dritte Halbschale und eine vierte Halbschale aufweist und das zweite Spannelement dazu geeignet ist, die dritte Halbschale mit der vierten Halbschale zu verbinden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung des Weiteren ein Adaptermodul auf und die erste Halteeinheit ist dazu ausgestaltet, das Adaptermodul in der ersten Öffnung zu empfangen und/oder die zweite Halteeinheit ist dazu ausgestaltet, das Adaptermodul in der zweiten Öffnung zu empfangen.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Sensorsystem gemäß Anspruch 8.
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Das erfindungsgemäße Sensorsystem umfasst:
- - einen Sensor mit einem Sensorkörper und einem Sensorkopf, wobei der Sensorkopf mittels einer Gewindeverbindung mit dem Sensorkörper verbunden ist, wobei der Sensorkopf einen Flansch oder eine Aussparung aufweist,
- - eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Vorrichtung ein Adaptermodul aufweist und die erste Halteeinheit dazu ausgestaltet ist, das Adaptermodul in der ersten Öffnung zu empfangen und/oder die zweite Halteeinheit dazu ausgestaltet ist, das Adaptermodul in der zweiten Öffnung zu empfangen, wobei das Adaptermodul komplementär zum Flansch oder zur Aussparung ausgebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Sensorkopf des Sensors einen Spalt auf und das Adaptermodul umfasst einen Einsatz. Der Einsatz ist dazu geeignet, in den Spalt des Sensorkopfs zu greifen.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- - 1: eine räumliche Darstellung einer ersten Halteeinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- - 2: eine räumliche Darstellung der ersten Halteeinheit aus 1 mit einem Sensor,
- - 3: eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- - 4: eine räumliche Darstellung der Vorrichtung aus 3,
- - 5: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Sensorsystems vor dem Losbrechen der Gewindeverbindung,
- - 6: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Sensorsystems nach dem Losbrechen der Gewindeverbindung,
- - 7: eine Schnittzeichnung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sensor,
- - 8: eine räumliche Darstellung der Vorrichtung und des Sensors aus 7,
- - 9: eine Schnittzeichnung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sensor,
- - 10: eine räumliche Darstellung der Vorrichtung und des Sensors aus 9,
- - 11: eine Schnittzeichnung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sensor,
- - 12: eine räumliche Darstellung der Vorrichtung und des Sensors aus 11.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Öffnen eines Sensors 2, 2', 2" umfasst eine erste Halteeinheit 10, eine zweite Halteeinheit 20 und eine Verbindungseinheit 30. In 3 wird eine beispielhafte Ausführungsform der Vorrichtung 1 gezeigt, in welcher ein Sensor 2 eingespannt ist. Die Vorrichtung 1 ist vorzugsweise aus Metall gefertigt. Selbstverständlich kann die Vorrichtung 1 auch aus einem anderen Material, zum Beispiel einem Thermoplastik, hergestellt, beispielsweise spritzgegossen sein.
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Der Sensor 2, 2', 2" umfasst einen Sensorkörper 4 und einen Sensorkopf 5. Der Sensorkopf 5 ist mittels einer Gewindeverbindung 9 mit dem Sensorkörper 4 verbindbar. Zum Abnehmen des Sensorkopfs 5 vom Sensorkörper 4, also zum Öffnen des Sensors 2, 2', 2" wird ist der Sensorkopf 5 gegen den Uhrzeigersinn drehbar (siehe 6). Zum Verbinden des Sensorkopfs 5 mit dem Sensorkörper 4, also zum Verschließen des Sensors 2, 2', 2" ist der Sensorkopf 5 im Uhrzeigersinn drehbar. Der Sensorkopf 5 weist vorzugsweise einen Flansch 6 oder eine Aussparung 7 auf.
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1 zeigt die erste Halteeinheit 10 mit einer ersten Öffnung 11, welche sich entlang einer ersten Achse X erstreckt und einen ersten Durchmesser D1 aufweist.
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Die erste Öffnung 11 weist beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, wie in 1 dargestellt. Selbstverständlich kann die erste Öffnung 11 auch eine andere Querschnittsform aufweisen. Vorzugsweise weist die erste Öffnung 11 jedoch eine Querschnittsform auf, welche dem zu öffnenden Sensor 2 entspricht oder nahekommt. Der erste Durchmesser D1 ist derart gewählt, dass der Sensor 2 darin aufnehmbar ist. Die erste Öffnung 11 kann teilweise mit einem elastischen Material ausgekleidet sein, um ein Rutschen des Sensor 2 in der ersten Halteeinheit 10 zu verhindern, bzw. geringere Spannkräfte zum Halten des Sensor 2 aufbringen zu müssen.
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Die erste Halteeinheit 10 umfasst ein erstes Spannelement 12, welches dazu geeignet ist, den ersten Durchmesser D1 zu verändern. Das erste Spannelement 12 ist dazu geeignet, den die erste Öffnung 11 in ihrem erster Durchmesser D1 zu verringern oder zu vergrößern. Das erste Spannelement 12 umfasst beispielsweise eine oder mehrere Schraubverbindungen, wie in 1 dargestellt. Durch das erste Spannelement 12 ist es möglich, den Sensor 2 fest in der ersten Halteeinheit 10 festzuhalten bzw. einzuspannen.
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Die erste Halteeinheit 10 weist in den in 1 bis 12 dargestellten Ausführungsformen eine erste Halbschale 15 und eine zweite Halbschale 16 auf. Die Halbschalen 15, 16 ermöglichen ein leichtes Verbinden der Vorrichtung 1 mit dem Sensor 2. Das erste Spannelement 12 ist dazu geeignet, die erste Halbschale 15 mit der zweiten Halbschale 16 kraftschlüssig zu verbinden.
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In den in 1 bis 12 dargestellten Ausführungsformen weist die zweite Halteeinheit 20 eine dritte Halbschale 25 und eine vierte Halbschale 26 auf.
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In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform, ist die erste Halteeinheit 10 bzw. die zweite Halteeinheit 20 einstückig ausgestaltet und weist einen Schlitz auf. In dieser Ausführungsform muss der Sensor 2 in die erste Öffnung 11 der ersten Halteeinheit 10 bzw. in die zweite Öffnung 21 der zweite Halteeinheit 20 entlang der ersten Achse X eingeschoben werden. In dieser Ausführungsform ist das erste Spannelement 12 ist bzw. ein zweites Spannelement 22 dazu geeignet, den Schlitz zu verengen.
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Die erste Halteeinheit 10 weist einen ersten Verbindungsbereich 13 auf, um mit der zweiten Halteeinheit 20 kraftschlüssig verbunden zu werden.
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In 3 ist die zweite Halteeinheit 20 zusammen mit der ersten Halteeinheit 10 auf den Sensor 2 montiert dargestellt. Die zweite Halteeinheit 20 weist eine zweite Öffnung 21 auf, welche sich entlang der ersten Achse X erstreckt und einen zweiten Durchmesser D2 besitzt. Die zweite Öffnung 21 und der zweite Durchmesser D2 sind vorzugsweise mit der ersten Öffnung 11 und dem ersten Durchmesser D1 identisch.
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Die zweite Halteeinheit 10 umfasst das zweite Spannelement 22, welches dazu geeignet ist, den zweiten Durchmesser D2 zu verändern. Auch das zweite Spannelement 22 ist vorzugsweise mit dem ersten Spannelement 12 identisch. Das zweite Spannelement 22 ist dazu geeignet, die dritte Halbschale 25 mit der vierten Halbschale 26 zu verbinden, wenn die zweite Halteeinheit 20 eine dritte Halbschale 25 und eine vierte Halbschale 26 aufweist. Das zweites Spannelement 22 ist vorzugsweise dazu geeignet, eine Spannkraft in eine Richtung parallel zu einer dritten Achse Z zu erzeugen.
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Die zweite Halteeinheit 20 weist einen zweiten Verbindungsbereich 23 auf, um mit der ersten Halteeinheit 10 kraftschlüssig verbunden zu werden.
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3 und 4 zeigen die Verbindungseinheit 30, welche dazu geeignet ist, den ersten Verbindungsbereich 13 mit dem zweiten Verbindungsbereich 23 kraftschlüssig zu verbinden, um die erste Halteeinheit 10 relativ zur zweiten Halteeinheit 20 um die erste Achse X zu bewegen. Diese Rotationsbewegung wird besonders eindringlich in den 5 und 6 veranschaulicht.
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Der erste Verbindungsbereich 13 der ersten Halteeinheit 10 weist eine dritte Öffnung 14 auf, welche sich entlang einer zur ersten Achse X orthogonal verlaufenden zweiten Achse Y erstreckt (siehe beispielsweise 1). Die dritte Öffnung 14 ist zum Beispiel ein Bohrloch oder ein Durchgangsloch. In einer Ausführungsform weist die dritte Öffnung 14 ein Gewinde auf.
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Der zweite Verbindungsbereich 23 der zweiten Halteeinheit 20 weist eine vierte Öffnung 24 auf, welche sich mindestens entlang der zweiten Achse Y erstreckt (siehe beispielsweise 3). Die vierte Öffnung 24 umfasst beispielsweise ein Bohrloch oder ein Durchgangsloch oder eine Aushöhlung. Die vierte Öffnung 24 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Verbindungseinheit 30 darin um die erste Achse X drehbar aufnehmbar ist. Die vierte Öffnung 24 weist beispielsweise ein Langloch auf.
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Die Verbindungseinheit 30 umfasst beispielsweise eine Schraube 31 und eine Mutter 32. In diesem Fall ist die dritte Öffnung 14 der ersten Halteeinheit 10 derart ausgestaltet, die Schraube 31 zu empfangen und die vierte Öffnung 24 der zweiten Halteeinheit 20 ist derart ausgestaltet, die Mutter 32 zu empfangen. Die Mutter 32 ist bewegbar im Langloch gelagert.
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Es versteht sich von selbst, dass die Ausgestaltung der dritten Öffnung 14 mit der Ausgestaltung der vierten Öffnung 24 vertauscht werden können. Ebenso ist es möglich, dass die dritte Öffnung 14 identisch zur vierten Öffnung 24 ausgestaltet ist.
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Die 7 bis 12 zeigen eine Ausführungsform, in welcher die Vorrichtung 1 des Weiteren ein optionales Adaptermodul 40 aufweist. Das Adaptermodul 40 ermöglicht es der Vorrichtung 1 einen individuellen Formschluss mit einem entsprechenden Sensor 2, 2', 2" herzustellen.
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Wie in 7 dargestellt, ist die zweite Halteeinheit 20 derart ausgestaltet, das Adaptermodul 40 in der zweiten Öffnung 21 zu empfangen. Selbstverständlich kann auch die erste Halteeinheit 10 derart ausgestaltet sein, das Adaptermodul 40 oder ein weiteres Adaptermodul 40 in der erste Öffnung 11 zu empfangen (nicht dargestellt).
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Das Adaptermodul 40 ist vorzugsweise komplementär zu einem Flansch 6 des Sensor 2 (siehe 2) oder zur Aussparung 7 des Sensors 2` (siehe 7) oder zu einem Spalt 8 des Sensors 2" (siehe 9) ausgebildet.
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Das Adaptermodul 40 umfasst vorzugsweise einen Einsatz 41 (siehe 7), beispielsweise weine Aluminiumplatte, um in die Aussparung 7 des Sensors 2' (siehe 7) oder in den Spalt 8 des Sensors 2" (siehe 9) zu greifen, so dass ein Formschluss vorzugsweise parallel zur dritten Achse Z ermöglicht wird. Somit wird die von dem zweiten Spannelement 22 erzeugte Spannkraft von dem Adaptermodul 40 empfangen. Somit ist es möglich, Hebelkräfte, welche den Sensor 2', 2" um die zweite Achse Y bewegen könnten, zu vermeiden, bzw. durch den Einsatz 41 zu empfangen.
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Ein Sensorsystem 3 wird im Folgenden derart definiert, dass es den Sensor 2, 2', 2" sowie die Vorrichtung 1 umfasst. Die Vorrichtung 1 ist dazu geeignet, den Sensor 2, 2', 2" zu öffnen. Selbstverständlich eignet sich die Vorrichtung 1 ebenso dazu, den Sensor 2, 2', 2" zu verschließen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Sensor
- 3
- Sensorsystem
- 4
- Sensorkörper
- 5
- Sensorkopf
- 6
- Flansch
- 7
- Aussparung
- 8
- Spalt
- 10
- erste Halteeinheit
- 11
- erste Öffnung
- 12
- erstes Spannelement
- 13
- erster Verbindungsbereich
- 14
- dritte Öffnung
- 15
- erste Halbschale
- 16
- zweite Halbschale
- 20
- zweite Halteeinheit
- 21
- zweite Öffnung
- 22
- zweites Spannelement
- 23
- zweiter Verbindungsbereich
- 24
- vierte Öffnung
- 25
- dritte Halbschale
- 26
- vierte Halbschale
- 30
- Verbindungseinheit
- 31
- Schraube
- 32
- Mutter
- 40
- Adaptermodul
- 41
- Einsatz
- X
- erste Achse
- Y
- zweite Achse
- D1
- erster Durchmesser
- D2
- zweiter Durchmesser
