DE102020127624A1 - Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung - Google Patents

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Jan MAGNUSSEN
Lukas Ungerer
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Abstract

Eine Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung hat ein Gehäuse (12), dessen Gehäuseteile (18, 20) durch wenigstens eine Schraubverbindung (40) aneinander befestigt sind, bei der eine Schraube (38) eine Öffnung (30) in einer Umfangswand (28) des ersten Gehäuseteils (18) durchgreift und in eine Gewindeöffnung (34) im zweiten Gehäuseteil (20) eingeschraubt ist. Zwischen den Gehäuseteilen (18, 20) ist eine Dichtung (48) angeordnet. Das erste Gehäuseteil (18) weist eine erste Anlagefläche (42) und das zweite Gehäuseteil (20) eine zweite Anlagefläche auf, die beide in umfangsmäßig umlaufend in Kontakt mit der Dichtung (48) sind. Der Schraubenschaft und ein Rand der Öffnung (30) weisen zusammenwirkende Kegelstumpfflächen auf, die so ausgerichtet sind, dass das zweite Gehäuseteil (20) in Richtung zum ersten Gehäuseteil (18) verschoben wird, wenn die Schraube (38) in die Gewindeöffnung (34) eingeschraubt wird, wobei die Anlageflächen (42) in Kontakt mit der Dichtung (48) kommen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung.
  • In vielen Einbausituationen sollen Geräte mit elektronischen Bauteilen vor Umwelteinflüssen wie beispielsweise Spritzwasser geschützt werden. Ziel ist es oft, beispielsweise einen Schutz gegen Staub und Strahlwasser aus beliebigem Winkel gemäß Schutzart IP65 oder sogar gegen zeitweiliges Untertauchen gemäß Schutzart IP67 zu erreichen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung mit einem gedichteten Gehäuse zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung gelöst, die ein Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil aufweist, die durch wenigstens eine Schraubverbindung aneinander befestigt sind, wobei die Schraubverbindung eine Schraube mit einem Schraubenschaft und einem Schraubenkopf, eine Öffnung in einer Umfangswand des ersten Gehäuseteils, die vom Schraubenschaft durchgriffen wird, und eine Gewindeöffnung im zweiten Gehäuseteil umfasst, die den Schraubenschaft aufnimmt. Zwischen den Gehäuseteilen ist eine elastische Dichtung mit einem umfangsmäßig umlaufenden Randbereich angeordnet. Das erste Gehäuseteil weist eine erste Anlagefläche und das zweite Gehäuseteil eine zweite Anlagefläche auf, wobei in einer nicht montierten Ausgangsstellung eines der Gehäuseteile mit seiner Anlagefläche an der Dichtung anliegt. Der Schraubenschaft und ein Rand der Öffnung weisen zusammenwirkende Kegelstumpfflächen auf. In der Ausgangsstellung sind die Öffnung in der Umfangswand und die Gewindeöffnung mit ihren Mittelachsen radial so zueinander versetzt und die Kegelstumpfflächen so ausgerichtet, dass beim Einschrauben der Schraube die Kegelstumpfflächen die beiden Gehäuseteile seitlich zueinander verschieben, sodass die Anlagefläche gegen die Dichtung drückt und diese elastisch verformt.
  • Dabei gleiten die Kegelstumpfflächen so aneinander, dass das zweite Gehäuseteil in einer Verschieberichtung in Richtung zum ersten Gehäuseteil um einen Verschiebeweg verschoben wird, wenn die Schraube in die Gewindeöffnung eingeschraubt wird. Beim Festziehen der Schraubverbindung wird das zweite Gehäuseteil durch die aneinander gleitenden Kegelstumpfflächen zum ersten Gehäuseteil hin gezogen, wodurch in einer vollständig festgezogenen Stellung der Schraubverbindung eine ausreichende Klemmkraft für eine gedichtete Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen auf die Dichtung aufgebracht werden kann.
  • In der vollständig festgezogenen Stellung liegen die Kegelstumpfflächen am Schraubenschaft und am Rand der Öffnung über den gesamten Umfang flächig oder wenigstens entlang einer Linie aneinander an.
  • Vorteilhaft liegen dann auch beide Anlageflächen zumindest mit einem um eine Längsachse des Gehäuses umfangsmäßig umlaufenden Linienkontakt an gegenüberliegenden Seiten der Dichtung an, um über den gesamten Umfang des Gehäuses eine Abdichtung zu erhalten.
  • Der Verschiebeweg, den das zweite Gehäuseteil relativ zum ersten Gehäuseteil durchläuft, bis die Schraubverbindung ihre vollständig festgezogene Stellung erreicht hat, wird durch die Länge der Kegelstumpffläche am Schraubenschaft oder am Rand der Öffnung sowie durch den Winkel der Kegelstumpfflächen bestimmt. Insbesondere kann als Verschiebeweg eine Strecke von etwa 1 - 3 mm gewählt werden.
  • Der Winkel der Kegelstumpfflächen kann beispielsweise etwa 30° gegenüber einer Längsachse der Schraube bzw. der Öffnung betragen, wobei beide Kegelstumpfflächen den gleichen Neigungswinkel aufweisen sollten.
  • Die Schraubverbindung lässt sich auf einfache Weise so ausbilden, dass die vollständig festgezogene Stellung stets erreicht und nicht überschritten wird, sodass die erreichte Klemmkraft bei jedem Festziehen der Schraubverbindung identisch ist. Die Klemmkraft ist somit reproduzierbar, was es auch ermöglicht, das Gehäuse mehrfach zu öffnen und zu schließen, beispielsweise um Wartungsarbeiten durchzuführen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse insgesamt zylinderförmig, insbesondere in etwa quaderförmig, und der Schraubenschaft erstreckt sich senkrecht zur Längsachse des Gehäuses, während der Verschiebeweg parallel zur Längsachse liegt.
  • Um die beiden Gehäuseteile aneinander zu montieren, wird das zweite Gehäuseteil in der Ausgangsstellung auf das erste Gehäuseteil aufgesetzt, in der vorzugsweise die Kegelstumpffläche der Schraube bereits an der dem zweiten Gehäuseteil zugewandten Seite in Kontakt mit der Kegelstumpffläche der Öffnung ist, aber von der Kegelstumpffläche der Öffnung an der dem zweiten Gehäuseteil abgewandten Seite noch beabstandet ist.
  • In dieser Stellung wird die Schraube durch die Öffnung gesteckt und in die Gewindeöffnung eingeschraubt.
  • Beim Festziehen der Schraube in die vollständig festgezogene Stellung und während der dabei erfolgenden Verschiebung des zweiten Gehäuseteils in Richtung zum ersten Gehäuseteil verringert sich der Abstand zwischen der Kegelstumpffläche der Schraube und der Kegelstumpffläche der Öffnung an der dem zweiten Gehäuseteil abgewandten Seite, bis die beiden Kegelstumpfflächen umfangsmäßig umlaufend in Kontakt miteinander sind.
  • In der aufgesetzten Stellung sind die Öffnung und die Gewindeöffnung nicht koaxial zueinander ausgerichtet, sondern der Mittelpunkt der Öffnung ist gegenüber dem Mittelpunkt der Gewindeöffnung in Richtung vom zweiten Bauteil weg entlang der Längsachse des Gehäuses um den Verschiebeweg versetzt. In der vollständig festgezogenen Stellung sind hingegen die Öffnung und die Gewindeöffnung koaxial ausgerichtet.
  • Die Außenkontur des Randbereichs der Dichtung sollte an den Gehäusequerschnitt angepasst sein, beispielsweise eine rechteckige Kontur bei einem quaderförmigen Gehäuse.
  • Als Dichtung kann beispielsweise eine Flachdichtung, ein O-Ring aber auch eine Formdichtung gewählt werden, die aus einem geeigneten Dichtungsmaterial, insbesondere einem Elastomer, besteht.
  • Vorzugsweise erfolgt eine reversible Verformung der Dichtung, sodass das Gehäuse mehrfach geöffnet und gedichtet wieder verschlossen werden kann.
  • Die erste Anlagefläche am ersten Gehäuseteil ist beispielsweise ein umfangsmäßig umlaufender Vorsprung, der in der vollständig festgezogenen Stellung der Schraubverbindung in die Dichtung eingreift. So lässt sich einfach erreichen, dass sich die Anlagefläche beim Festziehen der Schraubverbindung in die Dichtung eindrückt.
  • Hierzu sollte der Vorsprung entlang der relativen Verschieberichtung der Gehäuseteile zueinander ausgerichtet sein, sich also insbesondere entlang der Längsachse des Gehäuses erstrecken.
  • Der Vorsprung kann beispielsweise einen rechteckigen, abgerundeten oder angefasten Querschnitt haben, der ein einfaches Eindringen des Vorsprungs in die Dichtung ermöglicht, sodass das Material der Dichtung den Vorsprung gut umgreifen und somit die Dichtwirkung noch verbessern kann.
  • Der Verschiebeweg der Gehäuseteile von der Ausgangsstellung bis zur vollständig festgezogenen Stellung ist vorteilhaft größer als die Erstreckung des Vorsprungs entlang der Verschieberichtung, damit der Vorsprung kontrolliert in die Dichtung eingreifen kann. Auf diese Weise kann das zweite Gehäuseteil ohne Kontakt zwischen Dichtung und Vorsprung auf das erste Gehäuseteil aufgesetzt werden. Der Vorsprung kommt erst während des Festziehens der Schraube in Eingriff mit der Dichtung.
  • Die zweite Anlagefläche am zweiten Gehäuseteil kann z.B. eine umfangsmäßig umlaufende Ringnut sein, in die die Dichtung eingelegt ist. Die Ringnut hat insbesondere einen U-förmigen Querschnitt.
  • Die Dichtung sollte ein gewisses Spiel in der Ringnut haben, um einer Änderung der Querschnittsform der Dichtung durch eine Krafteinwirkung beim Schließen der Schraubverbindung Raum zu geben.
  • Beispielsweise ist die Ringnut in einer Umfangswand des ersten Gehäuseteils unmittelbar benachbart zu einer Außenseite des ersten Gehäuseteils angeordnet.
  • Selbstverständlich könnte alternativ die erste Anlagefläche als Nut und die zweite Anlagefläche als Vorsprung ausgebildet sein. Es wäre auch möglich, an beiden Gehäuseteilen einen Vorsprung als Anlagefläche vorzusehen.
  • Beispielsweise ist eine Vertiefung, insbesondere eine Flachsenkung, in der Umfangswand des ersten Gehäuseteils vorgesehen, die in Verschieberichtung breiter ist als der Schraubenkopf und mindestens die Abmessung des Durchmessers des Schraubenkopfs zuzüglich des Verschiebewegs aufweist. Eine derartige Vertiefung kann dazu dienen, den Schraubenkopf gegenüber der Oberfläche der Umfangswand des ersten Gehäuseteils zu versenken. Außerdem kann über die Anlage des Schraubenkopfs am Boden der Vertiefung ein Anschlag gebildet sein, der mit der vollständig festgezogenen Stellung der Schraubverbindung korreliert.
  • Der Abstand zwischen der ersten Anlagefläche und der Dichtung ist auf einfache Weise durch die Wahl des Abstands zwischen der Gewindeöffnung und der Dichtung oder der die zweite Anlagefläche bildenden Ringnut vorgebbar.
  • Vorzugsweise ist die Kegelstumpffläche am Schraubenschaft zwischen dem Schraubenkopf und einem Gewindeabschnitt am Schraubenschaft angeordnet, sodass der Schraubenkopf über die Kegelstumpffläche in den Gewindeabschnitt übergeht, wobei der Gewindeabschnitt in die Gewindeöffnung eingeschraubt wird.
  • Um eine gleichmäßige Klemmkraft und somit eine gute Dichtwirkung zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil zu erreichen, sind vorzugsweise entlang des Umfangs des ersten Gehäuseteils mehrere Schraubverbindungen vorgesehen. Beispielsweise können insgesamt vier Schraubverbindungen vorgesehen sein, die insbesondere paarweise auf beiden Seiten des ersten Gehäuseteils angeordnet sind.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist die Gewindeöffnung im zweiten Gehäuseteil in einem Befestigungsblock vorgesehen, der sich in das Innere des ersten Gehäuseteils hinein erstreckt, wenn das zweite Gehäuseteil in der Ausgangsstellung auf dem ersten Gehäuseteil platziert ist.
  • Hier ist es vorteilhaft, wenn jeweils zwei Schraubverbindungen auf parallelen breiten Seiten des ersten Gehäuseteils gegenüberliegend angeordnet sind, sodass sie denselben Befestigungsblock nutzen können.
  • Generell ist es von Vorteil, wenn sich der Schraubenschaft senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses erstreckt, da in diesem Fall relativ kurze Schrauben verwendet werden können, was die Kosten senkt, da es z.B. möglich ist, auf Spezialanfertigungen für besonders lange Schrauben zu verzichten.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist an der Schraube eine Dichtung am Schraubenkopf vorgesehen. Diese Dichtung ist vorzugsweise zusätzlich zu der ringförmigen Dichtung zwischen den beiden Gehäuseteilen vorhanden. Bei dieser Dichtung kann es sich beispielsweise um einen O-Ring handeln, der den Schraubenschaft umgibt und der in einer Nut an der Unterseite des Schraubenkopfes aufgenommen sein kann. Auf diese Weise ist eine doppelte Abdichtung der beiden Gehäuseteile zueinander möglich, wobei neben dem Rand der beiden Gehäuseteile auch die Öffnung für die Schraube gedichtet ist.
  • Es kann eine weitere Flachsenkung vorgesehen sein, die unmittelbar an die Kegelstumpffläche der Öffnung anschließt und die überschüssiges Dichtungsvolumen der Dichtung am Schraubenkopf aufnimmt.
  • Insgesamt kann sich eine mehrstufige Senkung in der Umfangswand des ersten Gehäuseteils um die Öffnung ergeben, um in Radialrichtung von innen nach außen zunächst die Kegelstumpffläche am Rand der Öffnung, dann eine erste Flachsenkung für den O-Ring und dann eine zweite Flachsenkung zur Aufnahme des Schraubenkopfes zu realisieren.
  • Das erste Gehäuseteil ist beispielsweise ein Gehäusekörper und das zweite Gehäuseteil ein Deckel, der den Gehäusekörper gegenüber der Umgebung abschließt. Es ist möglich, das erste Gehäuseteil als Strangpressprofil zu fertigen. Das zweite Gehäuseteil ist beispielsweise gefräst oder ein Druckgussteil.
  • Die Gewindeöffnung erstreckt sich insbesondere parallel zu einer Deckelfläche des zweiten Gehäuseteils, die senkrecht zur Umfangswand des ersten Gehäuseteils ist, wobei der Befestigungsblock von der Deckelfläche abstehen kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung ein Massendurchflussmesser nach dem Coriolisprinzip, der zwei Fluidanschlüsse sowie ein fluiddurchströmtes Messrohr aufweist, das die beiden Fluidanschlüsse fluidisch verbindet. Der Deckel schließt dabei insbesondere das Gehäuse auf einer den Fluidanschlüssen gegenüberliegenden Seite ab.
  • Selbstverständlich kann das hier beschriebene Gehäuse für jede geeignete Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung zum Einsatz kommen, wenn eine gedichtete Verbindung von zwei Gehäuseteilen von Vorteil ist.
  • Die Verwendung von Schraubverbindungen, die eine Bewegung des zweiten Gehäuseteils zum ersten Gehäuseteil hervorrufen, wenn sie festgezogen werden, ermöglichen es auf einfache Weise, eine gedichtete Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen herzustellen, indem Anlageflächen an beiden Gehäuseteilen in umlaufenden Kontakt mit der Dichtung kommen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
    • - 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung;
    • - 2 eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung der Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung aus 1;
    • - 3 bis 5 schematische Schnittansichten einer Schraubverbindung der Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung aus 1 entlang der Linie III - III während des Festziehens der Schraubverbindung; und
    • - 6 einen Ausschnitt des Gehäuses der Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung im Bereich einer Schraubverbindung in einer Schnittansicht.
  • Die 1 und 2 zeigen eine Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung 10 mit einem Gehäuse 12.
  • In diesem Beispiel ist die Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung 10 ein Massendurchflussmesser, der nach dem Coriolisprinzip arbeitet. Hierzu sind an einem in den 1 und 2 unteren Abschnitt des Gehäuses 12 zwei Fluidanschlüsse 14 vorgesehen (in den Figuren jeweils durch Stopfen verschlossen), die durch ein in 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutetes Messrohr 16 fluidisch verbunden sind, welches auf bekannte Weise in Schwingungen versetzt wird, worüber sich beispielsweise ein Fluiddurchfluss durch das Messrohr 16 bestimmen lässt.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung auch für beliebige andere Arten von Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtungen einsetzbar.
  • Das Gehäuse 12 weist ein erstes Gehäuseteil 18 sowie ein damit verbundenes zweites Gehäuseteil 20 auf. Das erste Gehäuseteil 18 bildet hier einen Gehäusekörper und das zweite Gehäuseteil 20 einen Deckel, der das erste Gehäuseteil 18 gegenüber der Umgebung abschließt.
  • Das erste Gehäuseteil 18 ist hier zylindrisch geformt mit einem rechteckigen Querschnitt und gibt eine Längsrichtung L vor. Das zweite Gehäuseteil 20 ist entlang der Längsrichtung L deutlich kürzer als das erste Gehäuseteil 18 und weist eine Deckelfläche 22 auf, die senkrecht zur Längsrichtung L ausgerichtet ist und die in ihrer Form in etwa dem Querschnitt des ersten Gehäuseteils 18 entspricht.
  • Im Inneren des ersten Gehäuseteils 18 sind beispielsweise sowohl das Messrohr 16 als auch eine geeignete Steuer-und Auswerteelektronik (nicht dargestellt) aufgenommen. Anschlüsse 24 für Elektro- und Steuerleitungen sind seitlich an einer der Schmalseiten des ersten Gehäuseteils 18 vorgesehen und sind gegenüber der Umgebung abgedichtet.
  • Auf den beiden gegenüberliegenden breiten Seiten 26 einer Umfangswand 28 des ersten Gehäuseteils 18 sind jeweils zwei Öffnungen 30 vorgesehen, die nahe eines Umfangsrands 32 der Umfangswand 28 angeordnet sind. Die Öffnungen 30 der beiden Seiten 26 liegen sich gegenüber. Die Umfangswand 28 erstreckt sich parallel zur Längsrichtung L und ist bezüglich dieser umfangsmäßig geschlossen.
  • Am zweiten Gehäuseteil 20 ist jeweils für jede der Öffnungen 30 eine korrespondierende Gewindeöffnung 34 vorgesehen, wobei die Öffnungen 30 und die Gewindeöffnungen 34 überlappen, wenn das zweite Gehäuseteil 20 auf das erste Gehäuseteil 18 aufgesetzt ist (siehe 3 bis 5).
  • In diesem Beispiel sind jeweils zwei Gewindeöffnungen 34 gegenüberliegend in einem Befestigungsblock 36 angeordnet, der senkrecht von der Deckelfläche 22 des zweiten Gehäuseteils 20 absteht (siehe 2).
  • Jeweils eine Öffnung 30 und eine Gewindeöffnung 34 bilden zusammen mit einer Schraube 38 eine Schraubverbindung 40. Durch Festziehen sämtlicher Schraubverbindungen 40, in diesem Beispiel insgesamt vier, wird das zweite Gehäuseteil 20 fest und gedichtet mit dem ersten Gehäuseteil 18 verbunden.
  • Am Umfangsrand 32 ist eine erste Anlagefläche 42, hier ein umfangsmäßig umlaufender Vorsprung, ausgebildet, der sich in Längsrichtung L erstreckt. An einem Deckelumfangsrand 44 des zweiten Gehäuseteils 20, der zum Umfangsrand 32 des ersten Gehäuseteils 18 weist, ist eine zweite Anlagefläche 46, hier in Form einer umfangsmäßig umlaufenden Ringnut vorgesehen, die dem Vorsprung gegenüberliegt.
  • In die Ringnut ist eine Dichtung 48 eingelegt, die einen umfangsmäßig umlaufenden Randbereich 49 aufweist, der in seiner Außenkontur dem Umfangsrand 32 folgt.
  • In diesem Beispiel ist die Dichtung 48 eine Flachdichtung, die an die Querschnittsform des Gehäuses 12 sowie an die im Inneren des Gehäuses 12 aufgenommenen Komponenten angepasst ist (siehe 2).
  • Es wäre natürlich auch möglich, den Vorsprung am zweiten Gehäuseteil 20 und die Ringnut am ersten Gehäuseteil 18 vorzusehen, solange an jedem der Gehäuseteile eine Anlagefläche 42, 46 so angeordnet ist, dass sich ein umlaufender Linien- oder Flächenkontakt mit der Dichtung 48 ergibt.
  • Die Schraube 38 umfasst einen Schraubenkopf 50 sowie einen Schraubenschaft 52. Am freien Ende des Schraubenschafts 52 ist ein Gewindeabschnitt 54 vorgesehen, der auf das Gewinde der Gewindeöffnung 34 abgestimmt ist und in dieses eingeschraubt werden kann.
  • Zwischen dem Schraubenkopf 50 und dem Gewindeabschnitt 54 weist die Schraube 38 eine Kegelstumpffläche 56 auf, die sich in Richtung zum Schraubenkopf 50 hin aufweitet. Ein schraubenkopffernes Ende 58 der Kegelstumpffläche 56 hat hier in etwa den Durchmesser des Gewindeabschnitts 54.
  • Die Öffnung 30 führt vollständig durch die Umfangswand 28 hindurch.
  • 6 zeigt einen Querschnitt durch die Umfangswand 28 im Bereich der Öffnung 30. In dem hier gezeigten Beispiel ist vom Gehäuseinneren aus betrachtet ein erster Abschnitt 60 des Rands 62 der Öffnung 30 kreiszylindrisch mit einem Durchmesser, der nur geringfügig größer ist als der des Gewindeabschnitts 54 der Schraube 38. Daran schließt sich eine Kegelstumpffläche 64 an, die sich zur Gehäuseaußenseite aufweitet. Das andere, breitere Ende der Kegelstumpffläche 64 ist von einer ersten Flachsenkung 66 umgeben, die wiederum von einer zweiten Flachsenkung 68 mit geringerer Tiefe (bezogen auf die Gehäuseaußenseite) umgeben ist.
  • Die Neigungen der beiden Kegelstumpfflächen 56, 64 am Schraubenschaft 52 und am Rand 62 der Öffnung 30 weisen dieselbe Neigung auf, beispielsweise etwa 30° gegenüber der Längsachse Ls des Schraubenschafts 52 bzw. der Längsachse LÖ der Öffnung 30.
  • Die Kegelstumpffläche 56 am Schraubenschaft 52 ist hier deutlich länger als die Kegelstumpffläche 64 am Rand 62 der Öffnung 30, z.B. um einen Faktor 3 bis 10.
  • Außerdem ist in diesem Beispiel an der dem Schraubenschaft zugewandten Unterseite 70 des Schraubenkopfs 50 eine zweite Ringnut 72 vorgesehen, in die eine zweite Dichtung 74, hier ein O-Ring, eingelegt ist.
  • Um das zweite Gehäuseteil 20 mit dem ersten Gehäuseteil 18 zu verbinden, wird das zweite Gehäuseteil 20 auf das erste Gehäuseteil 18 in einer in 3 dargestellten Ausgangsstellung aufgesetzt und für jede der Schraubverbindungen 40 einer Schraube 38 durch einer der Öffnungen 30 bis in die Gewindeöffnung 34 eingeführt.
  • In der Ausgangsstellung liegt ein dem zweiten Gehäuseteil 20 naher Rand des Schraubenkopfs 50 bezüglich der Längsrichtung Ls des Schraubenschafts 52 außerhalb der zweiten Flachsenkung 68, aber bezogen auf die Längsrichtung L des Gehäuses 12 auf gleicher Höhe mit dem Rand 76 der zweiten Flachsenkung 68, der zum zweiten Gehäuseteil 20 gerichtet ist (siehe 3).
  • Die Kegelstumpffläche 56 am Schraubenschaft 52 ist in Kontakt mit der Kegelstumpffläche 64 am Rand 62 der Öffnung 30, jedoch nur in einem Bereich, der dem zweiten Gehäuseteil 20 zugewandt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Kegelstumpffläche 56 am Schraubenschaft 52 beabstandet von der Kegelstumpffläche 64 an der Öffnung 30.
  • Die Mittelachse, d.h. die Längsachse Ls des Schraubenschafts 52 und die Mittelachse, d.h. die Längsachse LÖ der Öffnung 30 liegen parallel zueinander, sind aber in Längsrichtung L des Gehäuses 12 gesehen radial gegeneinander versetzt, wobei die Längsachse Ls des Schraubenschafts 52 in Richtung zum zweiten Gehäuseteil 20 versetzt ist. Dieser Versatz entspricht auch dem relativen Verschiebeweg d der Gehäuseteile 18, 20 zueinander. Der Schraubenschaft 52 ist selbstverständlich koaxial zur Gewindeöffnung 34, da er in diese eingeschraubt ist.
  • Die Dichtung 48 in der Ringnut am zweiten Gehäuseteil 20 ist in dieser Stellung nicht oder nur gerade eben in Kontakt mit dem Vorsprung an der Umfangsrand 32 des ersten Gehäuseteils 18, sodass die Schrauben 38 in die Öffnungen 30 eingesetzt und anfänglich in die Gewindeöffnungen 34 eingeschraubt werden können, ohne die Dichtung 48 zu verformen.
  • Dies wird durch eine entsprechende Abmessung der Länge der Befestigungsblöcke 36 oder allgemein des Abstands zwischen der Gewindeöffnung 34, der Anlageflächen 42, 46, der Dichtung 48 sowie der Position der Öffnungen 30 erreicht.
  • Wird die Schraube 38 weiter festgezogen, also weiter in die Gewindeöffnung 34 eingeschraubt, so gleiten die Kegelstumpfflächen 56, 64 am Schraubenschaft 52 und am Rand 62 der Öffnung 30 aneinander, was dazu führt, dass die Gehäuseteile 18, 20 seitlich zueinander verschoben werden, wobei das zweite Gehäuseteil 20 näher zum ersten Gehäuseteil 18 in einer Verschieberichtung V entlang der Längsrichtung L bewegt wird. Dies zeigt 4.
  • Infolgedessen bewegt sich die Kegelstumpffläche 56 am Schraubenschaft 52 weiter zur Umfangswand 28 des ersten Gehäuseteils 18 hin, sodass der Schraubenkopf 50 beginnt, in die zweite Flachsenkung 68 einzutauchen.
  • Aufgrund der Zugkraft, die die Schraube 38 entlang der Längsrichtung L auf den Befestigungsblock 36 und über diesen auf das gesamte zweite Gehäuseteil 20 ausübt, wird die erste Anlagefläche 42, also hier der Vorsprung, in die Dichtung 48 eingepresst.
  • Au0erdem wird das Material der zweiten Dichtung 74 unterhalb des Schraubenkopfs 50 elastisch verformt und breitet sich in der ersten Flachsenkung 66 aus.
  • Diese Bewegung setzt sich fort, bis die Schraube 38 und damit auch die Schraubverbindung 40 ihre vollständig festgezogene Stellung erreicht hat, in der ein weiteres Anziehen der Schraube 38 nicht mehr möglich ist, da die beiden Kegelstumpfflächen 56, 64 flächig aneinander anliegen. In diesem Beispiel liegt auch die Unterseite 70 des Schraubenkopfs 50 am Boden der zweiten Flachsenkung 68 an, die sozusagen als Anschlag für das Ende der Schraubbewegung dient. Die beiden Gehäuseteile 18, 20 haben den vollständigen Verschiebeweg d aufeinander zu durchlaufen, sodass nun die Längsachsen Ls, Lo auf eine Gerade zusammenfallen. Diese vollständig festgezogene Stellung ist in 5 gezeigt.
  • Der Verschiebeweg d bestimmt sich hier aus der Länge der Kegelstumpffläche 56 am Schraubenschaft 52, während die Kegelstumpffläche 64 am Rand 62 der Öffnung 30 als Führung wirkt.
  • Aus diesen Vorgaben folgt, dass hier ein kleinster Durchmesser der Öffnung 30 größer als ein Durchmesser des schraubenkopffernen Endes 58 der Kegelstumpffläche 56 der Schraube 38 ist.
  • Der Verschiebeweg d ist abhängig vom Cosinus des Winkels der Kegelstumpffläche 56 mit der Längsachse Ls des Schraubenschafts 52 und ist daher stets kürzer als eine axiale Länge der Kegelstumpffläche 56.
  • Die Länge, über die der Vorsprung in die Dichtung 48 eingreift, ist etwas kürzer gewählt als der Verschiebeweg d, damit das zweite Gehäuseteil 20 in der aufgesetzten Stellung auf das erste Gehäuseteil 18 aufgesetzt werden kann, ohne durch den Vorsprung der ersten Anlagefläche 42 behindert zu werden.
  • Auf diese Weise werden sämtliche Schraubverbindungen 40 am Gehäuse 12 bis in ihre vollständig festgezogene Stellung angezogen.
  • Diese Anordnung sorgt für eine staub- und wasserdichte Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen 18, 20, die die Anforderung der Schutzart IP65 und sogar der Schutzart IP67 erfüllt.
  • Soll das Gehäuse 12 geöffnet werden, so werden sämtliche Schraubverbindungen 40 wieder gelöst und die Schrauben 38 entnommen, worauf hin das zweite Gehäuseteil 20 vom ersten Gehäuseteil 18 abgenommen werden kann. Ein Wiederverbinden der beiden Gehäuseteile 18, 20 ist auf dem oben beschriebenen Weg möglich, wobei gegebenenfalls die Dichtung 48 auszutauschen ist.

Claims (10)

  1. Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung mit einem Gehäuse (12), das ein erstes und ein zweites Gehäuseteil (18, 20) aufweist, die durch wenigstens eine Schraubverbindung (40) aneinander befestigt sind, wobei die Schraubverbindung (40) eine Schraube (38) mit einem Schraubenschaft (52) und einem Schraubenkopf (50), eine Öffnung (30) in einer Umfangswand (28) des ersten Gehäuseteils (18), die vom Schraubenschaft (52) durchgriffen wird, und eine Gewindeöffnung (34) im zweiten Gehäuseteil (20) umfasst, die den Schraubenschaft (52) aufnimmt, wobei zwischen den Gehäuseteilen (18, 20) eine elastische Dichtung (48) mit einem umfangsmäßig umlaufenden Randbereich (49) angeordnet ist und das erste Gehäuseteil (18) eine erste Anlagefläche (42) und das zweite Gehäuseteil (20) eine zweite Anlagefläche (46) aufweist, wobei in einer nicht montierten Ausgangsstellung eines der Gehäuseteile (18) mit seiner Anlagefläche (42) an der Dichtung (48) anliegt und wobei der Schraubenschaft (52) und ein Rand (62) der Öffnung (30) zusammenwirkende Kegelstumpfflächen (56, 64) aufweisen, wobei in der Ausgangsstellung die Öffnung (30) in der Umfangswand (28) und die Gewindeöffnung (34) mit ihren Mittelachsen radial so zueinander versetzt sind und die Kegelstumpfflächen (56, 64) so ausgerichtet sind, dass beim Einschrauben die Kegelstumpfflächen (56, 64) die beiden Gehäuseteile (18, 20) seitlich zueinander verschieben, sodass die Anlagefläche (42) gegen die Dichtung (48) drückt und diese elastisch verformt.
  2. Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anlagefläche (42) am ersten Gehäuseteil (18) ein umfangsmäßig umlaufender Vorsprung ist, der in einer vollständig festgezogenen Stellung der Schraubverbindung (40) in die Dichtung (48) eingreift.
  3. Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeweg (d) der Gehäuseteile (18, 20) von der Ausgangsstellung bis zur vollständig festgezogenen Stellung größer ist als die Erstreckung des Vorsprungs entlang der Verschieberichtung (L).
  4. Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anlagefläche (46) am zweiten Gehäuseteil (20) eine umfangsmäßig umlaufende Ringnut ist, in die die Dichtung (48) eingelegt ist.
  5. Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelstumpffläche (56) am Schraubenschaft (52) zwischen einem Schraubenkopf (50) der Schraube (38) und einem Gewindeabschnitt (54) am Schraubenschaft (52) angeordnet ist.
  6. Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfangs des ersten Gehäuseteils (18) mehrere Schraubverbindungen (40) vorgesehen sind.
  7. Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeöffnung (34) im zweiten Gehäuseteil (20) in einem Befestigungsblock (36) vorgesehen ist, der sich in das Innere des ersten Gehäuseteils (18) hinein erstreckt.
  8. Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schraube (38) eine Dichtung (74) am unteren Ende des Schraubenkopfs (50) vorgesehen ist.
  9. Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (18) ein Gehäusekörper und das zweite Gehäuseteil (20) ein Deckel ist, der den Gehäusekörper gegenüber der Umgebung abschließt.
  10. Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidmess- oder Fluidsteuervorrichtung (10) Teil eines Massendurchflussmessers nach dem Coriolisprinzip ist, der zwei Fluidanschlüsse (14) sowie ein fluiddurchströmtes Messrohr (16) aufweist, das die beiden Fluidanschlüsse (14) fluidisch verbindet.
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