DE102020210229B4

DE102020210229B4 - Prozesstechnik-Gerät, Ventilanordnung und Verfahren

Info

Publication number: DE102020210229B4
Application number: DE102020210229.5A
Authority: DE
Inventors: Johannes Hahn; Andreas Stark
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2040-08-13
Also published as: DE102020210229A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Prozesstechnik-Gerät (10), insbesondere ein Aktorgerät, ein Sensorgerät oder ein Steuergerät für die Prozesstechnik, umfassend eine Klemme (1) zum lösbaren Anschluss eines Anschlusskabels (2) an das Prozesstechnik-Gerät (10), sowie einen Anschlussraum (3), in dem die Klemme (1) angeordnet ist, wobei das Prozesstechnik-Gerät (10) über eine Anschlussraum-Öffnung (4) verfügt, die einen Kabelauslass bereitstellt, durch den das Anschlusskabel (2) im an der Klemme (1) angeschlossenen Zustand aus dem Anschlussraum (3) herausgeführt wird, und wobei in einem Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung (4) nicht verschlossen ist, die Klemme (1) über die Anschlussraum-Öffnung (4) für einen Anwender zugänglich ist, so dass der Anwender das Anschlusskabel (2) manuell über die Anschlussraum-Öffnung (4) in die im Anschlussraum (3) befindliche Klemme (1) einführen und befestigen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Prozesstechnik-Gerät, insbesondere ein Aktorgerät für die Prozesstechnik, ein Sensorgerät für die Prozesstechnik oder ein Steuergerät für die Prozesstechnik, umfassend eine Klemme zum lösbaren Anschluss eines Anschlusskabels an das Prozesstechnik-Gerät, sowie einen Anschlussraum, in dem die Klemme angeordnet ist, wobei das Prozesstechnik-Gerät über eine Anschlussraum-Öffnung verfügt, die einen Kabelauslass bereitstellt, durch den das Anschlusskabel im an der Klemme angeschlossenen Zustand aus dem Anschlussraum herausgeführt wird.
Bei einem konventionellen Prozesstechnik-Gerät ist (zusätzlich zu der Anschlussraum-Öffnung) eine Zugangsöffnung zu dem Anschlussraum vorhanden, die dazu dient, dem Anwender einen Zugang zu der Klemme bereitzustellen, so dass der Anwender über die Zugangsöffnung in den Anschlussraum greifen kann, um das Anschlusskabel an der Klemme zu befestigen. Bei diesem konventionellen Prozesstechnik-Gerät wird das Anschlusskabel bei der Installation durch die Anschlussraum-Öffnung von außen in den Anschlussraum hin zu der Klemme geführt und durch die (zusätzlich vorhandene Zugangsöffnung) greift der Anwender mit seinen Fingern in den Anschlussraum, um das Anschlusskabel an der Klemme zu befestigen. Diese (zusätzliche) Zugangsöffnung ist bei dem konventionellen Prozesstechnik-Gerät in der Regel durch einen abnehmbaren Deckel verschlossen. Die Anschlussraum-Öffnung befindet sich bei dem konventionellen Prozesstechnik-Gerät an der Vorderseite und die Zugangsöffnung befindet sich an der Oberseite.
Die DE 10 2012 007 962 A1 betrifft eine Motorkreiselpumpe mit einem elektronische Bauteile aufweisenden, am Motor befestigten Anschlusskasten, zu dem elektrische Kabel führen, wobei am Anschlusskasten ein insbesondere kastenförmiger Stecker lösbar angesteckt ist, der einen inneren Klemmraum bildet, in dem die elektrischen Kabel hineingeführt und angeschlossen sind.
Die US 9 620 917 B1 betrifft ein elektrisches Gerät, das einen zugehörigen Verdrahtungskasten haben kann, um das elektrische Gerät an eine externe Stromversorgung, z. B. an das Stromnetz, anzuschließen. Der Verdrahtungskasten kann eine Öffnung aufweisen, die für den Zugang eines Arbeiters geeignet ist, so dass ein Arbeiter das elektrische Gerät an die Stromversorgung anschließen oder von dieser trennen kann. Zur Herstellung der elektrischen Verbindung können in der Kabelbox drehbare Verdrahtungsverbinder angebracht werden. Die Verdrahtungsverbinder können zu einer Ausrichtung gedreht werden, um den Zugang des Arbeiters durch die Öffnung zu verbessern, z. B. während der Installation, und zu einer anderen Ausrichtung für den Langzeitbetrieb.
Die US 2017 / 0 307 198 A1 betrifft einen Dosenlichtaufbau, der eine Anschlussdose umfasst.
Die DE 22 61 278 A1 betrifft ein Doppelventil.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein robustes und einfach herstellbares Prozesstechnik-Gerät bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Prozesstechnik-Gerät gemäß Anspruch 1. Bei dem Prozesstechnik-Gerät ist in einem Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung nicht verschlossen ist, die Klemme über die Anschlussraum-Öffnung für einen Anwender zugänglich, so dass der Anwender das Anschlusskabel manuell über die Anschlussraum-Öffnung in die Klemme einführen und befestigen kann. Das Prozesstechnik-Gerät umfasst ferner einen Gewindeeinsatz, dessen Gewindeeinsatz-Innenraum den Anschlussraum bildet
Bei dem konventionellen Prozesstechnik-Gerät ist die Anschlussraum-Öffnung, die den Kabelauslass für das Anschlusskabel bereitstellt, zu klein, so dass für den Anwender über diese Anschlussraum-Öffnung der Anschlussraum nicht zugänglich ist. Im Gegensatz dazu ist bei dem vorliegenden Prozesstechnikgerät der Anschlussraum für den Anwender über die Anschlussraum-Öffnung zugänglich. Bei dem vorliegenden Prozesstechnik-Gerät kann daher dieselbe Anschlussraum-Öffnung dazu verwendet werden, um zum Einen den Kabelauslass bereitzustellen und um zum Anderen für den Anwender einen Zugang zu dem Anschlussraum bereitzustellen, über den der Anwender das Anschlusskabel an der Klemme befestigen kann. Das Prozesstechnik-Gerät benötigt folglich (zusätzlich zu der Anschlussraum-Öffnung) keine Zugangsöffnung, um für den Anwender den Zugang zu dem Anschlussraum bereitzustellen. Da keine zusätzliche Öffnung zu dem Anschlussraum benötigt wird, ist das Prozesstechnik-Gerät robust und einfach herstellbar.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung betrifft ferner ein Prozesstechnik-Gerät, insbesondere Aktorgerät, Sensorgerät oder Steuergerät für die Prozesstechnik, umfassend eine Klemme zum lösbaren Anschluss eines Anschlusskabels an das Prozesstechnik-Gerät, sowie einen Anschlussraum, in dem die Klemme angeordnet ist, wobei das Prozesstechnik-Gerät über eine Anschlussraum-Öffnung verfügt, die einen Kabelauslass bereitstellt, durch den das Anschlusskabel im an der Klemme angeschlossenen Zustand aus dem Anschlussraum herausgeführt wird, und wobei in einem Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung nicht verschlossen ist, die Klemme über die Anschlussraum-Öffnung für einen Anwender zugänglich ist, so dass der Anwender das Anschlusskabel manuell über die Anschlussraum-Öffnung in die im Anschlussraum befindliche Klemme einführen und befestigen kann, wobei der Anschlussraum zylindrisch ausgeführt ist, die Anschlussraum-Öffnung kreisförmig ausgeführt ist und an einer ersten Stirnseite des Anschlussraums angeordnet ist, und der Anschlussraum über ein Anschlussraum-Innengewinde verfügt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Ventilanordnung umfassend das Prozesstechnik-Gerät sowie eine Ventileinheit, wobei das Prozesstechnik-Gerät zur Betätigung der Ventileinheit dient.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Anschließen eines Anschlusskabels an das Prozesstechnik-Gerät umfassend den Schritt: Einführen und Befestigen des Anschlusskabels über die Anschlussraum-Öffnung in die im Anschlussraum befindliche Klemme.
Zweckmäßigerweise ist das Verfahren in Entsprechung zu einer Weiterbildung des Prozesstechnik-Geräts ausgestaltet.
Weitere exemplarische Details sowie beispielhafte Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Dabei zeigt

1 eine perspektivische Darstellung eines Prozesstechnik-Geräts mit einem geschnittenen Frontbereich.
2 eine Explosionsdarstellung des Prozesstechnik-Geräts.
3 eine schematische Darstellung eines Prozesstechnik-Geräts mit einem Schutzrohr.
4 eine schematische Darstellung einer Ventilanordnung, die das Prozesstechnik-Gerät umfasst.

In den 1 und 2 ist eine exemplarische Ausgestaltung des Prozesstechnik-Geräts 10 als Aktorgerät für die Prozesstechnik gezeigt. Das Prozesstechnik-Gerät 10 ist exemplarisch als Antriebsvorrichtung, insbesondere als elektromagnetische Antriebsvorrichtung, ausgeführt. Das Prozesstechnik-Gerät 10 dient insbesondere dazu, ein Ventilglied 16 einer Ventileinheit 17 zu betätigen (vgl. 4).
Alternativ kann das Prozesstechnik-Gerät als Sensorgerät für die Prozesstechnik oder als Steuergerät für die Prozesstechnik ausgeführt sein.
Als Prozesstechnik-Gerät soll ein Gerät bezeichnet werden, das für den Einsatz in der Prozesstechnik dient. Das Prozesstechnik-Gerät ist insbesondere ein Feldgerät für die Prozesstechnik. Zweckmäßigerweise dient das Prozesstechnik-Gerät dazu, ein Prozessfluid zu steuern und/oder zu überwachen. Das Prozesstechnik-Gerät wird zweckmäßigerweise in einer insbesondere industriellen Prozesstechnik-Anlage eingesetzt, die dazu dient, die Zusammensetzung, Art und/oder Eigenschaften des Prozessfluids zu verändern, insbesondere unter Verwendung von physikalischen chemischen und/oder biologischen Verfahren.
Das Prozesstechnik-Gerät 10 umfasst eine Klemme 1 zum lösbaren Anschluss eines Anschlusskabels 2 an das Prozesstechnik-Gerät 10. Das Prozesstechnik-Gerät 10 weist ferner einen Anschlussraum 3 auf, in dem die Klemme 1 angeordnet ist. Das Prozesstechnik-Gerät 10, insbesondere der Anschlussraum 3, verfügt über eine Anschlussraum-Öffnung 4 die einen Kabelauslass bereitstellt, durch den das Anschlusskabel 2 im an der Klemme 1 angeschlossenen Zustand aus dem Anschlussraum 3 herausgeführt wird. In einem Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung 4 nicht verschlossen ist, ist die Klemme 1 über die Anschlussraum-Öffnung 4 für einen Anwender zugänglich, so dass der Anwender das Anschlusskabel 2 manuell über die Anschlussraum-Öffnung 4 in die im Anschlussraum 3 befindliche Klemme 1 einführen und befestigen kann. Die Befestigung des Anschlusskabels 2 an der Klemme 1 erfolgt zweckmäßigerweise durch das Einführen des Anschlusskabels 2 in die Klemme 1.
Der Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung 4 nicht verschlossen ist, ist beispielsweise dann gegeben, wenn die nachstehend noch erläuterte Verschlussanordnung 5 vom Prozesstechnik-Gerät 10 abgenommen ist. In diesem Zustand mündet der Anschlussraum 3 über die Anschlussraum-Öffnung 4 nach außen aus. Mit dem Begriff „außen“ ist insbesondere die Umgebung des Prozesstechnik-Geräts 10 gemeint.
Bevorzugt ist die Anschlussraum-Öffnung 4 groß genug dimensioniert, so dass ein Anwender in einem Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung 4 nicht verschlossen ist, mit seinen Fingern durch die Anschlussraum-Öffnung 4 greifen kann, um im Anschlussraum 3 das (durch die Anschlussraum-Öffnung 4 in den Anschlussraum geführte) Anschlusskabel 2 in die Klemme 1 einzuführen und an der Klemme 1 zu befestigen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anschlussraum-Öffnung 4 groß genug dimensioniert, so dass ein Anwender mit wenigstens zwei Fingern durch die Anschlussraum-Öffnung 4 in den Anschlussraum 3 greifen kann (um das Anschlusskabel 2 an der Klemme 1 zu befestigen). Beispielsweise weist die Anschlussraum-Öffnung 4 einen Durchmesser von wenigstens 2 cm auf.
Bevorzugt ist die Anschlussraum-Öffnung 4 der einzige Zugang zu dem Anschlussraum 3. Es gibt also insbesondere keine zusätzliche Anschlussraum-Öffnung, durch die der Anwender mit seinen Fingern in den Anschlussraum 3 greifen kann, um das Anschlusskabel 2 an der Klemme 1 zu befestigen. Insbesondere gibt es zusätzlich zu der Anschlussraum-Öffnung 4 keine Zugangsöffnung, über die der Anwender in den Anschlussraum 3 greifen kann. Folglich gibt es auch keinen Deckel, mit dem eine solche zusätzliche Anschlussraum-Öffnung verschlossen werden müsste. Dadurch kann die Schlagfestigkeit des Prozesstechnik-Geräts 10 erhöht werden. Ein- und dieselbe Anschlussraum-Öffnung 4 wird dazu verwendet, um den Kabelauslass bereitzustellen - also um das Anschlusskabel 2 aus dem Anschlussraum 3 nach außen zu führen - und um es dem Anwender zu ermöglichen, in den Anschlussraum 3 zu greifen, um das Anschlusskabel 2 an der Klemme 1 zu befestigen. Der Anwender kann zur Befestigung des Anschlusskabels 2 an der Klemme 1 durch diejenige Anschlussraum-Öffnung 4 greifen, durch die das Anschlusskabel 2 von außen in den Anschlussraum 3 hin zu der Klemme 1 verläuft.
Bevorzugt ist die Klemme 1 in die gleiche Raumrichtung x ausgerichtet wie die Anschlussraum-Öffnung 4. Die Raumrichtung x kann auch als x-Richtung bezeichnet werden. Die x-Richtung, y-Richtung und z-Richtung sind orthogonal zueinander ausgerichtet. Die z-Richtung kann auch als Vertikalrichtung bezeichnet werden. Die x-Richtung und die y-Richtung sind exemplarisch Horizontalrichtungen. Exemplarisch ist die x-Richtung die Längsrichtung des Prozesstechnik-Geräts 10. Dadurch, dass die Klemme 1 in die gleiche Raumrichtung x ausgerichtet ist wie die Anschlussraum-Öffnung 4, kann das Anschlusskabel 2 zur Befestigung an der Klemme 1 in die gleiche Bewegungsrichtung - exemplarisch der (negativen) x-Richtung - bewegt werden wie zur Einbringung in den Anschlussraum 3. Der Anwender kann also das Anschlusskabel 2 mit seinen Fingern greifen und durch eine Bewegung in eine einzige Bewegungsrichtung - exemplarisch die (negative) x-Richtung - das Anschlusskabel 2 sowohl in den Anschlussraum 3 bewegen, als auch an der Klemme 1 anbringen.
Die Klemme 1 verfügt über wenigstens eine Klemmen-Öffnung 18. Vorzugsweise verfügt die Klemme 1 über mehrere, exemplarisch über drei, Klemmen-Öffnungen 18. Das Anschlusskabel 2 verfügt über wenigstens eine Ader 19. Vorzugsweise verfügt das Anschlusskabel 2 über mehrere, exemplarisch über 3, Adern 19. Exemplarisch ist jede Ader 19 mit einer jeweiligen Aderendhülse 42 versehen. Exemplarisch wird bei der Befestigung des Anschlusskabels 2 an der Klemme 1 eine, insbesondere jede, Ader 19 in eine jeweilige Klemmen-Öffnung 18 gesteckt. Jede Klemmen-Öffnung 18 ist zweckmäßigerweise in die gleiche Raumrichtung x ausgerichtet wie die Anschlussraum-Öffnung 4. Exemplarisch ist jede Klemmen-Öffnung 18 und/oder die Anschlussraum-Öffnung 4 kreisförmig ausgeführt. Die Längsachse jeder Klemmen-Öffnung 18 verläuft zweckmäßigerweise parallel zur Längsachse des Anschlussraums 3 und/oder parallel zur x-Richtung.
Vorzugsweise verfügt der Anschlussraum 3 über ein Anschlussraum-Innengewinde, in das eine Verschlussanordnung 5, insbesondere ein Gewindeadapter 9, eine Kabelverschraubung 7 und/oder ein Schutzrohr 8 einschraubbar oder eingeschraubt ist. Das Anschlussraum-Innengewinde stellt zweckmäßigerweise einen Einschraubpunkt für sowohl das Schutzrohr 8 als auch für die Kabelverschraubung 7 und/oder den Gewindeadapter 9 dar. In einem Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung 4 nicht verschlossen ist, beispielsweise in einem Zustand, in dem keine Verschlussanordnung 5 an der Anschlussraum-Öffnung 4 angebracht ist, ist das Anschlussraum-Innengewinde von außen zugänglich.
Bevorzugt umfasst das Prozesstechnik-Gerät 10 ferner eine Verschlussanordnung 5 zum Verschließen der Anschlussraum-Öffnung 4. Die Verschlussanordnung 5 verfügt über eine Durchbrechung 6, durch die das Anschlusskabel 2 aus dem Anschlussraum 3 nach außen geführt werden kann. Die Verschlussanordnung 5 ist exemplarisch in ein Anschlussraum-Innengewinde des Anschlussraums 3 geschraubt.
Gemäß der in den 1 und 2 gezeigten exemplarischen Ausgestaltung umfasst die Verschlussanordnung 5 eine Kabelverschraubung 7 für das Anschlusskabel 2. Die Kabelverschraubung 7 dient insbesondere dazu, den Anschlussraum 3 gegenüber der Umgebung des Prozesstechnik-Geräts 10 abzudichten. Die Kabelverschraubung 7 dichtet also die Anschlussstelle des Anschlusskabels 2 ab. Die Kabelverschraubung 7 stellt zweckmäßigerweise einen IP-Schutz bereit, insbesondere für den Anschlussraum 3. Ferner dient die Kabelverschraubung 7 zweckmäßigerweise dazu, eine Zugentlastung des Anschlusskabels 2 bereitzustellen. Exemplarisch klemmt die Kabelverschraubung 7 das Anschlusskabel 2 zur Zugentlastung ein. Die Kabelverschraubung 7 ist zweckmäßigerweise zylindrisch ausgeführt. Die Kabelverschraubung 7 weist ein Kabelverschraubungs-Außengewinde auf. Die Kabelverschraubung 7 verfügt ferner über eine Kabelverschraubungs-Durchbrechung 21, durch die das Anschlusskabel 2 (in einem installierten Zustand) von dem Anschlussraum 3 nach außen geführt wird. Die Kabelverschraubung 7 verfügt über einen Klemm- und/oder Abdichtungsmechanismus, der das Anschlusskabel 2 in der Kabelverschraubungs-Durchbrechung 21 einklemmt, so dass das Anschlusskabel 2 in x-Richtung relativ zur Kabelverschraubung 7 fixiert ist, und/oder der den Zwischenraum zwischen dem Anschlusskabel 2 und der Kabelverschraubungs-Durchbrechung 21 abdichtet. Insbesondere stallt die Kabelverschraubung 7 eine Abdichtung radial am Anschlusskabel 2 bereit.
Bevorzugt umfasst die Verschlussanordnung 5 einen Gewindeadapter 9. Der Gewindeadapter 9 stellt exemplarisch die mechanische Verbindung zwischen dem Anschlussraum 3, insbesondere dem Anschlussraum-Innengewinde, und der Kabelverschraubung 7 bereit. Der Gewindeadapter 9 ist exemplarisch hülsenförmig oder ringförmig. Der Gewindeadapter 9 verfügt über eine Gewindeadapter-Durchbrechung 22, durch die das Anschlusskabel 2 verläuft. In der Gewindeadapter-Durchbrechung 22 ist ein Gewindeadapter-Innengewinde angeordnet, in das die Kabelverschraubung 7 mit ihrem Kabelverschraubungs-Außengewinde eingeschraubt werden kann oder eingeschraubt ist. Der Gewindeadapter 9 verfügt über ein Gewindeadapter-Außengewinde, mit dem der Gewindeadapter 9 in dem Anschlussraum-Innengewinde eingeschraubt werden kann oder eingeschraubt ist. Der Durchmesser des Gewindeadapter-Innengewindes ist kleiner als der Durchmesser des Gewindeadapter-Außengewindes. Der Durchmesser des Anschlussraum-Innengewindes ist größer als der Durchmesser des Kabelverschraubungs-Außengewindes. Der Gewindeadapter 9 ermöglicht es, dass der Durchmesser des Anschlussraum-Innengewindes - und damit des Anschlussraums 3, insbesondere der Anschlussraum-Öffnung 4 - groß genug ausgelegt werden kann, dass der Anwender mit seinen Fingern in den Anschlussraum 3 greifen kann, um das Anschlusskabel 2 an der Klemme 1 zu befestigen, und dass es trotzdem möglich ist, die Kabelverschraubung 7 mit dem (im Vergleich zum Anschlussraum-Innengewinde) kleineren Kabelverschraubungs-Außengewinde zu verwenden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Prozesstechnik-Gerät 10 eine Leiterplatte 11. Exemplarisch ist die Klemme 1 auf der Leiterplatte 11 angeordnet. Auf der Leiterplatte 11 ist vorzugsweise eine Elektronikanordnung angeordnet. Die Elektronikanordnung umfasst beispielsweise eine Schutzbeschaltung und/oder einem Gleichrichter. Insbesondere umfasst die Elektronikanordnung eine Haltestromabsenkung, eine Schutzdiode, eine LED, eine Steuereinheit zur Erfassung von Schaltzyklen, eine Statusabfrage und/oder ein Cloud-Interface. Exemplarisch ist die Leiterplatte 11 mit ihrer Plattenebene senkrecht zur x-Richtung ausgerichtet.
Bevorzugt umfasst das Prozesstechnik-Gerät 10 einen Gewindeeinsatz 12. Der Innenraum 14 des Gewindeeinsatzes 12 ist der Anschlussraum 3. Zweckmäßigerweise stellt die offene Stirnseite des Gewindeeinsatzes 12 die Anschlussraum-Öffnung 4 dar. Der Gewindeeinsatz 12 ist insbesondere hülsenförmig ausgeführt. Exemplarisch ist der Gewindeeinsatz 12 mit seiner Längsachse parallel zur x-Achse ausgerichtet. Der Innenraum 14 ist insbesondere zylindrisch ausgeführt. An der Innenwand des Innenraums 14 ist das Anschlussraum-Innengewinde angeordnet. Exemplarisch ist die Klemme 1 im Innenraum 14 angeordnet. Insbesondere ist die Klemme 1 im selben x-Bereich wie der Gewindeeinsatz 12 angeordnet.
Bevorzugt umfasst das Prozesstechnik-Gerät 10 ferner eine Magnetspule 15. Die Magnetspule 15 dient insbesondere als Elektromagnet. Vorzugsweise dient die Magnetspule 15 dazu, das Ventilglied 16 zu betätigen. Die Magnetspule 15 ist mit ihrer Spulenachse exemplarisch senkrecht zur x-Richtung, insbesondere parallel zur z-Richtung, ausgerichtet. Die Magnetspule 15 kann über das Anschlusskabel 2 und die Klemme 1 bestromt werden. Die Magnetspule 15 ist über die Klemme 1 mit dem Anschlusskabel 2 elektrisch verbunden.
Das Prozesstechnik-Gerät 10 kann beispielsweise explosionsgeschützt sein. Insbesondere verfügt das Prozesstechnik-Gerät 10 über eine Vergusskapselung. Das Prozesstechnik-Gerät 10 kann als Ex-Spule ausgeführt sein.
Das Prozesstechnik-Gerät 10 ist mit seiner Längsachse parallel zur x-Richtung ausgerichtet. Das Prozesstechnik-Gerät 10 ist ausgebildet, auf die Ventileinheit 17 aufgesetzt zu werden. Vorzugsweise umfasst das Prozesstechnik-Gerät 10 eine mechanische Schnittstelle, mit der das Prozesstechnik-Gerät 10 an der Ventileinheit 17 befestigt werden kann. Die mechanische Schnittstelle ist insbesondere an der Unterseite des Prozesstechnik-Geräts 10 angeordnet.
Das Prozesstechnik-Gerät 10 umfasst ein Außengehäuse 23, das zweckmäßigerweise länglich ausgeführt ist und mit seiner Längsachse parallel zur x-Richtung ausgerichtet ist. Das Außengehäuse 23 umfasst exemplarisch zwei Gehäusehälften 24, 25. Die Gehäusehälften 24, 25 sind exemplarisch jeweils schalenförmig ausgeführt. Die Gehäusehälften 24, 25 sind zweckmäßigerweise mittels wenigstens einer Schraube 38, exemplarisch mittels zweier Schrauben 38, aneinander befestigt. Exemplarisch sind die aneinandergeschraubten Gehäusehälften 24, 25 mit Kunstharz vergossen. Zweckmäßigerweise wird dadurch ein elektrisches Schutzziel erreicht, insbesondere wird dadurch eine Isolation und/oder ein Explosionsschutz erreicht. Gemäß einer alternativen (nicht in den Figuren gezeigten) Ausgestaltung ist das Außengehäuse einstückig ausgeführt. Beispielsweise ist das Außengehäuse mittels Spritzguss gefertigt.
Das Außengehäuse 23 verfügt über eine insbesondere senkrecht zur x-Richtung ausgerichtete Vorderseite, an der das Außengehäuse 23 eine insbesondere kreisförmige, zweckmäßigerweise senkrecht zur x-Richtung ausgerichtete erste Außengehäuse-Öffnung 26 aufweist, in die der Gewindeeinsatz 12 eingesetzt ist. Die Vorderseite kann auch als vordere Stirnseite bezeichnet werden. Wie in der 2 gezeigt, wird die erste Außengehäuse-Öffnung exemplarisch durch halbkreisförmige Aussparungen an den Vorderseiten der Gehäusehälften 24, 25 gebildet.
Das Außengehäuse 23 weist ferner eine insbesondere senkrecht zur z-Richtung ausgerichtete Oberseite auf, an der exemplarisch eine insbesondere kreisförmige, zweckmäßigerweise senkrecht zur z-Richtung ausgerichtete zweite Außengehäuse-Öffnung 27 angeordnet ist, durch die ein Ankerführungsrohr 28 verläuft. Die zweite Außengehäuse-Öffnung 27 wird zweckmäßigerweise durch eine kreisförmige Durchbrechung der ersten Gehäusehälfte 24 gebildet.
Das Außengehäuse 23 verfügt über eine insbesondere senkrecht zur z-Richtung ausgerichtete Unterseite, an der das Außengehäuse 23 eine insbesondere kreisförmige, zweckmäßigerweise senkrecht zur z-Richtung ausgerichtete dritte Außengehäuse-Öffnung aufweist, durch die das Ankerführungsrohr 28 verläuft.
Das Außengehäuse 23 weist exemplarisch einen Anschlussabschnitt 29 auf. Der Anschlussabschnitt 29 ist vorzugsweise zylindrisch ausgeführt und mit seiner Längsachse parallel zur x-Richtung ausgerichtet. Die Stirnseite des Anschlussabschnitt 29 bildet die Vorderseite des Prozesstechnik-Geräts 10. Der Anschlussabschnitt 29 definiert einen insbesondere zylindrisch geformten Anschlussabschnitt-Innenraum, in dem sich der Anschlussraum 3 befindet. Exemplarisch befindet sich im Anschlussabschnitt-Innenraum der Gewindeeinsatz 12, die Klemme 1 und/oder die Leiterplatte 11. Der Anschlussabschnitt 29 verfügt über eine insbesondere rohrförmige Umfangswand 37, die zweckmäßigerweise vollständig geschlossen ist und insbesondere keinen abnehmbaren Deckel aufweist.
Das Außengehäuse 23 weist exemplarisch einen Magnetspulenabschnitt 31 auf. Der Magnetspulenabschnitt 31 ist vorzugsweise zylindrisch ausgeführt und mit seiner Längsachse parallel zur z-Richtung ausgerichtet. Die Stirnseiten des Magnetspulenabschnitts 31 bilden die Oberseite und die Unterseite des Prozesstechnik-Geräts 10. Der Magnetspulenabschnitt 31 definiert einen insbesondere zylindrisch geformten Magnetspulenabschnitt-Innenraum, der zur Aufnahme einer Magnetspulenanordnung 32 dient. An den Magnetspulenabschnitt 31 schließt sich in x-Richtung der Anschlussabschnitt 29 an.
Zwischen dem Magnetspulenabschnitt-Innenraum und dem Anschlussabschnitt-Innenraum ist vorzugsweise eine innere Gehäusewand 36 angeordnet. Die innere Gehäusewand 36 verfügt exemplarisch über eine Durchbrechung und ist insbesondere senkrecht zur x-Richtung ausgerichtet.
Exemplarisch umfasst das Prozesstechnik-Gerät 10 die Magnetspulenanordnung 32, die vorzugsweise ein exemplarisch bügelförmig ausgeführtes Rückschlussteil 33 aufweist. Das Rückschlussteil 33 ist beispielsweise ein Eisenrückschluss. Das Rückschlussteil 33 weist zwei plattenförmige, mit ihrer Plattenebene senkrecht zur x-Richtung ausgerichtete Rückschlussabschnitte 34 auf. Das Rückschlussteil 33, insbesondere die Rückschlussabschnitte 34, bilden zweckmäßigerweise Teil eines durch die Magnetspule 15 verlaufenden magnetischen Kreises. Jeder Rückschlussabschnitt 34 ist vorzugsweise von der Leiterplatte 11 beabstandet angeordnet.
Die Magnetspulenanordnung 32 umfasst ferner die Magnetspule 15. Das Rückschlussteil 33 umgreift die Magnetspule 15. Exemplarisch weist die Magnetspule 15 einen Spulenkörper und eine auf dem Spulenkörper aufgewickelte Wicklung auf.
Das Ankerführungsrohr 28 verläuft durch die Magnetspule 15 und exemplarisch durch eine Durchbrechung des Rückschlussteils 33. Vorzugsweise verfügt das Prozesstechnik-Gerät 10 über wenigstens eine, exemplarisch zwei, magnetische Hülsen 35, durch die das Ankerführungsrohr 28 verläuft. Ein oberer Abschnitt des Ankerführungsrohrs 28 ragt oben aus dem Außengehäuse 23 heraus und ist zweckmäßigerweise mittels einer Mutter 44 befestigt. Zwischen der Mutter 44 und dem Außengehäuse 23 ist zweckmäßigerweise eine Unterlagscheibe 45 vorgesehen.
Die Klemme 1 ist zweckmäßigerweise als Leiterplattenklemme ausgeführt. Vorzugsweise ist die Klemme 1 als Federklemme, insbesondere als Federkraftklemme, ausgeführt. Bei der Klemme 1 handelt es sich beispielsweise um eine „standard cage clamp“. Das Anschlusskabel 2, insbesondere die Adern 19 des Anschlusskabels 2 werden in der Klemme 1 lösbar geklemmt. Das Anschlusskabel 2, insbesondere die Adern 19, sind also an dem Prozesstechnik-Gerät 10 nicht fest vergossen. Dadurch kann eine hohe Flexibilität erzielt werden. So kann der Anwender ein Anschlusskabel 2 mit einer gewünschten Länge auswählen oder konfektionieren und dann dieses Anschlusskabel 2 an der Klemme 1 anschließen. Vorzugsweise kann der Anwender ferner das an der Klemme 1 angeschlossene Anschlusskabel 2 von der Klemme 1 lösen (indem der Anwender durch die Anschlussraum-Öffnung in den Anschlussraum 3 greift) und beispielsweise durch ein anderes Anschlusskabel, beispielsweise ein Anschlusskabel mit einer anderen Länge, ersetzen.
Die Klemme 1 weist exemplarisch einen insbesondere quaderförmigen Klemmenkörper 39 auf. An der senkrecht zur x-Richtung ausgerichteten Vorderseite des Klemmenkörpers 39 sind exemplarisch die Klemmenöffnungen 18 angeordnet. Die Klemmenöffnungen 18 sind exemplarisch in z-Richtung untereinander angeordnet. Die Klemme 1 weist optional ein Klemmengehäuse 41 auf, in dem der Klemmenkörper 39 angeordnet ist. Das Klemmengehäuse 41 weist eine rahmenförmige Grundgestalt auf. Über die Klemme 1 ist das Anschlusskabel 2, insbesondere die Adern 19 des Anschlusskabels 2, elektrisch mit der Leiterplatte 11 und/oder der Magnetspule 15 verbunden.
Der Anschlussraum 3 ist exemplarisch zylindrisch ausgeführt. Die Längserstreckung des Anschlussraums 3 ist exemplarisch geringer als der Durchmesser des Anschlussraums 3. Die Anschlussraum-Öffnung 4 ist zweckmäßigerweise kreisförmig ausgeführt und exemplarisch an einer ersten Stirnseite des Anschlussraums 3 angeordnet. Die Klemme 1 ist vorzugsweise an der der Anschlussraum-Öffnung 4 gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Anschlussraums 3 angeordnet. Die zweite Stirnseite wird zweckmäßigerweise von der Leiterplatte 11 gebildet. Die Klemme 1 ist (exemplarisch in negativer x-Richtung) unmittelbar hinter der Anschlussraum-Öffnung 4 angeordnet. Die Klemmenöffnungen 18 sind exemplarisch weniger als 2 cm, weniger als 1 cm oder weniger als 0,5 cm von der Anschlussraum-Öffnung 4 entfernt angeordnet. Vorzugsweise ist der Abstand der Klemmenöffnungen 18 von der Anschlussraum-Öffnung 4 kleiner als die x-Erstreckung der Klemme 1. Die Klemme 1 befindet sich also unmittelbar hinter der Anschlussraum-Öffnung 4, insbesondere unmittelbar hinter der Verschlussanordnung 5, beispielsweise dem Gewindeadapter 9, der Kabelverschraubung 7 und/oder dem Schutzrohr 8.
Der Anschlussraum 3 verfügt über das Anschlussraum-Innengewinde, das in einem Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung 4 nicht verschlossen ist - also beispielsweise einem Zustand, in dem die Verschlussanordnung 5 von der Anschlussraum-Öffnung 4 abgenommen ist - von außen zugänglich ist. Exemplarisch wird der Anschlussraum 3 durch den Gewindeeinsatz-Innenraum 14 gebildet. Das Anschlussraum-Innengewinde ist exemplarisch an dem Innenumfang des Gewindeeinsatzes vorgesehen.
Der Anschlussraum 3 ist exemplarisch nicht vergossen und/oder nicht umspritzt.
Gemäß einer (in den Figuren nicht gezeigten) alternativen Ausgestaltung wird der Anschlussraum direkt durch eine Aussparung des Außengehäuses bereitgestellt, so dass insbesondere kein Gewindeeinsatz vorhanden ist, der den Anschlussraum definiert. Bei der alternativen Ausgestaltung ist der Anschlussraum also Teil des Gehäuses. Insbesondere ist bei der alternativen Ausgestaltung der Anschlussraum bereits in der Urform des Gehäuses vorhanden, also insbesondere in der Urform des Gehäuses integriert. Beispielsweise wird der Anschlussraum durch eine Aussparung in einem Spritzkörper gebildet. Beispielsweise ist das Prozesstechnik-Gerät vergossen.
Der Gewindeeinsatz 12 ist beispielsweise aus Metall gefertigt. Beispielsweise handelt es sich bei dem Gewindeeinsatz 12 um ein Metallgewindeinsert. Der Gewindeeinsatz 12 ist beispielsweise durch Formschluss an dem Außengehäuse 23 befestigt. Beispielsweise umgreifen die beiden Gehäusehälften 24, 25 den Gewindeeinsatz 12. Insbesondere greifen die beiden Gehäusehälften 24, 25 in eine die Längsachse des Gewindeeinsatzes 12 umlaufende, insbesondere kreisförmige Aussparung. Der Gewindeeinsatz 12 definiert den Gewindeeinsatz-Innenraum 14, der insbesondere zylindrisch ausgestaltet ist. Am Innenumfang des Gewindeeinsatzes 12 ist exemplarisch das Anschlussraum-Innengewinde vorgesehen. Wie in der 1 gezeigt, befindet sich im Gewindeeinsatz-Innenraum 14 exemplarisch die Klemme 1. Der Innendurchmesser des Anschlussraums 3, insbesondere des Gewindeeinsatzes 12, beträgt zweckmäßigerweise wenigstens 2 cm.
Exemplarisch ist an dem Anschlussraum 3, insbesondere an dem Gewindeeinsatz 12, der Gewindeadapter 9 befestigt, insbesondere in das Anschlussraum-Innengewinde geschraubt. Der Gewindeadapter 9 schließt sich in x-Richtung an den Anschlussraum 3, insbesondere an den Gewindeeinsatz 12, an. Das Prozesstechnik-Gerät 10 verfügt zweckmäßigerweise über eine insbesondere als Dichtungsring ausgeführte Dichtung 43, die zwischen dem Gewindeadapter 9 und dem Anschlussraum 3, insbesondere dem Gewindeeinsatz 12, angeordnet ist. Die Dichtung 43 kann als separates Teil bereitgestellt sein oder in dem Gewindeadapter 9 integriert sein. Der Gewindeadapter 9 dient zweckmäßigerweise als Deckel für den Anschlussraum 3. Zweckmäßigerweise unterscheidet sich die Länge und/oder Breite des Gewindeadapter-Innengewindes von der Länge und/oder Breite des Anschlussraum-Innengewindes.
An dem Gewindeadapter 9 ist die Kabelverschraubung 7 befestigt. Exemplarisch ist die Kabelverschraubung 7 in das Gewindeadapter-Innengewinde geschraubt. Die Kabelverschraubung 7 schließt sich in x-Richtung an den Gewindeadapter 9 an.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Kabelverschraubung 7 auch direkt an dem Anschlussraum 3, insbesondere dem Gewindeeinsatz 12, befestigt sein. Bei dieser alternativen Ausgestaltung ist der Gewindeadapter 9 zweckmäßigerweise nicht vorhanden. Die Kabelverschraubung 7 ist bei dieser alternativen Ausgestaltung mit ihrem Kabelverschraubungs-Außengewinde direkt in das Anschlussraum-Innengewinde geschraubt. Die Kabelverschraubung 7 verdeckt die Anschlussraum-Öffnung 4, die als Zugangsöffnung für die Installation des Anschlusskabels 2 dient.
Exemplarisch sind die (berührbaren) metallischen Teile des Prozesstechnik-Geräts 10 geerdet. Das Prozesstechnik-Gerät weist vorzugsweise eine druckfeste Kapselung oder die Zündschutzart E auf. Der insbesondere als Metallgewindeinsert ausgeführte Gewindeeinsatz 12 ist zweckmäßigerweise geerdet, insbesondere um die Zündschutzart zu erfüllen. Beispielsweise führt die Erdung von dem Gewindeeinsatz 12 über eine Schraube zu einer Bohrung in der Leiterplatte 11 und von dort über eine Leiterbahn zu der Klemme 1. Der Gewindeeinsatz 12 ist also zweckmäßigerweise elektrisch mit der Klemme 1 verbunden, die wiederum einen elektrischen Kontakt zu einer Erdung, beispielsweise über einen Schutzleiter, bereitstellt.
Die 3 zeigt eine schematische Darstellung des Prozesstechnik-Geräts 10 in einer Konfiguration, bei der an dem Anschlussraum 3, insbesondere an dem Gewindeeinsatz 12, ein Schutzrohr 8 befestigt ist. Das Schutzrohr 8 umgibt das Anschlusskabel 2. Das Schutzrohr 8 dient insbesondere dazu, das Anschlusskabel 2 gegenüber der Umgebung des Prozesstechnik-Geräts 10 zu schützen. Das Schutzrohr 8 stellt beispielsweise einen IP-Schutz bereit, insbesondere für den Anschlussraum 3. Insbesondere ist das Schutzrohr 8 staubdicht und/oder wasserdicht. Das Schutzrohr 8 kann auch als Conduit-Rohr bezeichnet werden. Das Schutzrohr 8 verfügt über ein Schutzrohr-Außengewinde, mit dem das Schutzrohr 8 in das Anschlussraum-Innengewinde eingeschraubt ist.
Gemäß einer (nicht gezeigten) alternativen Ausgestaltung ist das Schutzrohr 8 über den Gewindeadapter 9 an den Anschlussraum 3, insbesondere an den Gewindeeinsatz 12, angebracht. Bei dieser alternativen Ausgestaltung ist zweckmäßigerweise das Schutzrohr 8 mit seinem Schutzrohr-Außengewinde in das Gewindeadapter-Innengewinde geschraubt und der Gewindeadapter 9 ist mit seinem Gewindeadapter-Außengewinde in das Anschlussraum-Innengewinde eingeschraubt.
Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Ventilanordnung 30. Die Ventilanordnung 30 umfasst das Prozesstechnik-Gerät 10 sowie eine Ventileinheit 17. Das Prozesstechnik-Gerät 10 dient zur Betätigung der Ventileinheit 17. Exemplarisch ist die Ventileinheit 17 in eine Fluidleitung 46, insbesondere eine Prozessfluidleitung, die ein Prozessfluid führt, geschaltet und dient dazu, den Fluss des Prozessfluids zu beeinflussen. Die Ventileinheit 17 verfügt über das Ventilglied 16, das zweckmäßigerweise in Kontakt mit dem Prozessfluid steht. Exemplarisch ist das Prozesstechnik-Gerät 10 an der Ventileinheit 17 befestigt, insbesondere mittels der mechanischen Schnittstelle des Prozesstechnik-Geräts 10.
Das Prozesstechnik-Gerät 10 verfügt über ein Betätigungsglied 47, beispielsweise einen Anker. Das Betätigungsglied 47 kann durch Bestromung der Magnetspule 15 in Bewegung versetzt werden. Das Betätigungsglied 47 ist mechanisch mit dem Ventilglied 16 gekoppelt, insbesondere an dem Ventilglied 16 befestigt, sodass über eine Bewegung des Betätigungsglieds 47 die Stellung des Ventilglieds 16 und damit zweckmäßigerweise der Fluss des Prozessfluids verändert werden kann.

Claims

Prozesstechnik-Gerät (10), insbesondere Aktorgerät, Sensorgerät oder Steuergerät für die Prozesstechnik, umfassend eine Klemme (1) zum lösbaren Anschluss eines Anschlusskabels (2) an das Prozesstechnik-Gerät (10), sowie einen Anschlussraum (3), in dem die Klemme (1) angeordnet ist, wobei das Prozesstechnik-Gerät (10) über eine Anschlussraum-Öffnung (4) verfügt, die einen Kabelauslass bereitstellt, durch den das Anschlusskabel (2) im an der Klemme (1) angeschlossenen Zustand aus dem Anschlussraum (3) herausgeführt wird, und wobei in einem Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung (4) nicht verschlossen ist, die Klemme (1) über die Anschlussraum-Öffnung (4) für einen Anwender zugänglich ist, so dass der Anwender das Anschlusskabel (2) manuell über die Anschlussraum-Öffnung (4) in die im Anschlussraum (3) befindliche Klemme (1) einführen und befestigen kann, wobei das Prozesstechnik-Gerät (10) ferner einen Gewindeeinsatz (12) umfasst, dessen Gewindeeinsatz-Innenraum (14) den Anschlussraum (3) bildet.
Prozesstechnik-Gerät (10), insbesondere Aktorgerät, Sensorgerät oder Steuergerät für die Prozesstechnik, umfassend eine Klemme (1) zum lösbaren Anschluss eines Anschlusskabels (2) an das Prozesstechnik-Gerät (10), sowie einen Anschlussraum (3), in dem die Klemme (1) angeordnet ist, wobei das Prozesstechnik-Gerät (10) über eine Anschlussraum-Öffnung (4) verfügt, die einen Kabelauslass bereitstellt, durch den das Anschlusskabel (2) im an der Klemme (1) angeschlossenen Zustand aus dem Anschlussraum (3) herausgeführt wird, und wobei in einem Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung (4) nicht verschlossen ist, die Klemme (1) über die Anschlussraum-Öffnung (4) für einen Anwender zugänglich ist, so dass der Anwender das Anschlusskabel (2) manuell über die Anschlussraum-Öffnung (4) in die im Anschlussraum (3) befindliche Klemme (1) einführen und befestigen kann, wobei der Anschlussraum (3) zylindrisch ausgeführt ist, die Anschlussraum-Öffnung (4) kreisförmig ausgeführt ist und an einer ersten Stirnseite des Anschlussraums (3) angeordnet ist, und der Anschlussraum (3) über ein Anschlussraum-Innengewinde verfügt.
Prozesstechnik-Gerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anschlussraum-Öffnung (4) der einzige Zugang zu dem Anschlussraum (3) ist.
Prozesstechnik-Gerät (10) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Anschlussraum-Öffnung (4) groß genug dimensioniert ist, insbesondere einen Durchmesser von wenigstens 2 cm aufweist, so dass ein Anwender in einem Zustand, in dem die Anschlussraum-Öffnung (4) nicht verschlossen ist, mit seinen Fingern durch die Anschlussraum-Öffnung (4) in den Anschlussraum (3) greifen kann, um im Anschlussraum (3) das durch die Anschlussraum-Öffnung (4) in den Anschlussraum (3) geführte Anschlusskabel (2) an der Klemme (1) zu befestigen.
Prozesstechnik-Gerät (10) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei der Anschlussraum (3) ein/das Anschlussraum-Innengewinde aufweist, in das eine Verschlussanordnung (5), insbesondere ein Gewindeadapter (9), eine Kabelverschraubung (7) und/oder ein Schutzrohr (8), einschraubbar ist.
Prozesstechnik-Gerät (10) nach einem voranstehenden Anspruch, ferner umfassend eine/die Verschlussanordnung (5) zum Verschließen der Anschlussraum-Öffnung (4), wobei die Verschlussanordnung (5) über eine Durchbrechung (6) verfügt, durch die das Anschlusskabel (2) aus dem Anschlussraum (3) nach außen geführt werden kann.
Prozesstechnik-Gerät (10) nach Anspruch 6, wobei die Verschlussanordnung (5) eine/die Kabelverschraubung (7) für das Anschlusskabel (2) umfasst.
Prozesstechnik-Gerät (10) nach Anspruch 6, wobei die Verschlussanordnung (5) ein/das Schutzrohr (8) umfasst.
Prozesstechnik-Gerät (10) nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Verschlussanordnung (5) einen Gewindeadapter (9) umfasst.
Prozesstechnik-Gerät (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Klemme (1) in die gleiche Raumrichtung (x) ausgerichtet ist wie die Anschlussraum-Öffnung (4).
Prozesstechnik-Gerät (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Leiterplatte (11) mit einer Elektronikanordnung, insbesondere einer Schutzbeschaltung und/oder einem Gleichrichter, wobei die Klemme (1) auf der Leiterplatte (11) angeordnet ist.
Prozesstechnik-Gerät (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Magnetspule (15), die über die Klemme (1) bestromt werden kann.
Ventilanordnung (30), umfassend ein Prozesstechnik-Gerät (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche sowie eine Ventileinheit (17), wobei das Prozesstechnik-Gerät (10) zur Betätigung der Ventileinheit (17) dient.
Verfahren zum Anschließen eines Anschlusskabels (2) an ein Prozesstechnik-Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend den Schritt: Einführen und Befestigen des Anschlusskabels (2) über die Anschlussraum-Öffnung (4) in die im Anschlussraum (3) befindliche Klemme (1).