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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Feldgerät der Mess-/Automatisierungstechnik, ein Messumformermodul mit einem solchen Gehäuse und ein Feldgerät mit einem solchen Messumformermodul.
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Gehäuse von Feldgeräten dienen üblicherweise dazu, elektronische Mess-/Betriebsschaltungen und gegebenenfalls eine Anzeigeeinheit zu behausen. Solche Gehäuse weisen eine Öffnung auf, über welche eine im Gehäuse befindliche elektronische Mess-/Betriebsschaltungen zugänglich ist oder über welche eine Anzeigeeinheit sichtbar ist. Diese Öffnung ist aus Schutzgründen mit einem Deckel verschlossen, siehe beispielsweise die
DE102005059662A1 oder die
DE102018132061A1 . Bei Vorliegen einer Anzeigeeinheit sind solche Deckel zumindest abschnittsweise transparent, wobei in den Deckel ein transparentes Fenster eingelassen und vergossen oder verklebt sein kann.
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Die Umsetzung gemäß dem Stand der Technik weist Nachteile hinsichtlich Dichtheit auf, da durch eine Drehbewegung des Deckels oder Bestandteilen des Deckels bei Befestigen nicht nur eine Kraft in Pressrichtung einer Dichtung entsteht, sondern auch in Rotationsrichtung des Deckels, was für eine erhöhte Materialbelastung der Dichtung nach sich zieht. Darüber hinaus sind in Deckel eingelassene, verklebte oder vergossene Fenster nicht standhaft gegenüber Schlagtests oder führen bei harten Schlägen gegen den Deckel zu einer Quetschung und somit Beschädigung der Dichtung.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gehäuse, ein Messumformermodul und ein Feldgerät vorzuschlagen, bei welchen eine sichere Abdichtung gegeben ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse gemäß dem unabhängigen Anspruch 1, durch ein Messumformermodul gemäß dem unabhängigen Anspruch 10 sowie durch ein Feldgerät gemäß dem unabhängigen Anspruch 11.
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Ein erfindungsgemäßes Gehäuse für ein Feldgerät der Mess-/Automatisierungstechnik zur Überwachung und/oder Bestimmung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums umfasst:
- - einen Gehäusekörper mit einer Gehäusewandung, welche eine Gehäusekammer ausbildet, wobei die Gehäusewandung eine Gehäuseöffnung aufweist;
- - einen Gehäusedeckel mit einem Verschlussteil und einem ringförmigen Befestigungsteil, wobei das Verschlussteil dazu eingerichtet ist, die Öffnung zu verschließen, und wobei das Befestigungsteil dazu eingerichtet ist, das Verschlussteil am Gehäuse mittels einer Kraft parallel zu einer Längsachse des Gehäusedeckels zu fixieren,
- - einen Dichtring, welcher zwischen Verschlussteil und einer axialen Anschlagfläche der Gehäusewandung eingespannt ist,
wobei das Befestigungsteil mittels einer Rotationsbewegung in eine Befestigungsposition bewegbar ist und dazu eingerichtet ist, auf dem Verschlussteil zu gleiten,
wobei
ein Bewegungsspielraum des Verschlussteils in Richtung der Längsachse begrenzt ist, wodurch das Verschlussteil einen Mindestabstand zur axialen Anschlagfläche aufweist,
wobei das Verschlussteil in montiertem Zustand einen Abstand größer als der Mindestabstand zur axialen Anschlagfläche aufweist.
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Auf diese Weise wirkt der Dichtring als elastisches Element gegenüber mechanischer Belastung des Verschlussteils und ist gleichzeitig geschützt vor einer schädlichen Quetschung durch das Verschlussteil bei zu hoher mechanischer Belastung.
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Beispielsweise kann eine Sollstauchung des Dichtrings bei sachgemäßer Einspannung zwischen Verschlussteil und axialer Anschlagsfläche zwischen 10% und 30% einer Höhe des Dichtrings ohne Krafteinwirkung eingerichtet sein. Beispielsweise kann durch die Begrenzung des Bewegungsspielraums eine Maximalstauchung zwischen 25% und 50% eingerichtet sein.
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Das Befestigungsteil kann dabei beispielsweise mittels eines Schraub- oder Bajonettmechanismus am Gehäusekörper befestigt werden.
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In einer Ausgestaltung weist die Gehäusewandung einen Kragen auf, welcher die Öffnung umfasst, wobei die axiale Anschlagsfläche auf einer der Öffnung abgewandten Seite des Kragens angeordnet ist,
wobei das Verschlussteil dazu eingerichtet ist, den Kragen zu umgreifen.
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Auf diese Weise wird das Verschlussteil durch den Kragen in radialer Richtung zur Längsachse des Deckels positioniert bzw. gehalten.
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In einer Ausgestaltung übt der Dichtring eine radiale Spannung auf den Kragen aus.
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Auf diese Weise sitzt der Dichtring sicher und geht nicht verloren.
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In einer Ausgestaltung stellt der Kragen eine Begrenzungsvorrichtung zur Begrenzung des Bewegungsspielraums des Verschlussteils bereit.
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In einer Ausgestaltung weisen der Kragen und/oder das Verschlussteil mindestens einen Vorsprung auf,
wobei der Kragen und/oder das Verschlussteil mindestens eine zu einem zugehörigen Vorsprung zumindest abschnittsweise komplementäre Formschlussvorrichtung wie beispielsweise eine Einkerbung aufweisen,
wobei ein Vorsprung und eine dazu zugehörige Formschlussvorrichtung dazu eingerichtet sind, ineinander einzugreifen.
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Auf diese Weise kann die Begrenzungsvorrichtung umgesetzt werden.
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In einer Ausgestaltung ist das Verschlussteil zumindest abschnittsweise transparent.
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In einer Ausgestaltung ist das Befestigungsteil mittels eines Bajonettmechanismus an der Gehäusewandung befestigbar.
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In einer Ausgestaltung sind Gehäuse und/oder Deckel zumindest aus einem der folgenden Materialien gefertigt: Kunststoff wie beispielsweise Polycarbonat, Aluminium, Stahl.
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Ein erfindungsgemäßes Messumformermodul umfasst:
- Ein Gehäuse nach einem der vorigen Ansprüche;
- Eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung zur Verarbeitung eines eine Prozessgröße repräsentierenden Messsignals.
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Ein erfindungsgemäßes Feldgerät der Mess- und Automatisierungstechnik umfasst:
- ein erfindungsgemäßes Messumformermodul; und
- ein Sensormodul zum Erfassen einer Messgröße und zum Bereitstellen von messgrößenabhängigen Signalen;
- wobei das Sensormodul mit dem Messumformermodul elektrisch und mechanisch verbunden ist, wobei die elektronische Mess-/Betriebsschaltung dazu eingerichtet ist, die von dem Sensormodul bereitgestellten Signale zu verarbeiten sowie Messwerte von mindestens einer Messgröße des Sensormoduls bereitzustellen.
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In einer Ausgestaltung ist das Feldgerät ein Durchflussmessgerät und weist ein Messrohr auf, wobei das Messrohr dazu eingerichtet ist, ein Medium zu führen,
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In einer Ausgestaltung ist das Durchflussmessgerät eines aus folgender Liste:
- Ultraschall-Durchflussmessgerät, Coriolis-Durchflussmessgerät, thermisches Durchflussmessgerät, Vortex-Durchflussmessgerät, magnetisch-induktives Durchflussmessgerät.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
- 1 zeigt eine Schrägaufsicht auf ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Gehäuse mit Deckel;
- 2 zeigt eine Schrägaufsicht auf das Gehäuse ohne Deckel;
- 3 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung von 2;
- und 4 zeigt ein schematisches Feldgerät der Mess-/Automatisierungstechnik.
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1 zeigt eine Schrägansicht auf ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Gehäuse 10 eines Feldgeräts 1 der Mess-/Automatisierungstechnik umfassend einen Gehäusekörper 11 mit einer Gehäusewandung 11.1, welche eine Gehäusekammer 11.11 ausbildet sowie eine Gehäuseöffnung 11.12 aufweist, siehe dazu auch 2. Das Gehäuse weist einen Gehäusedeckel 12 mit einem Verschlussteil 12.1 und einem Befestigungsteil 12.2 auf, wobei das Verschlussteil die Gehäuseöffnung verschließt und das Befestigungsteil das Verschlussteil am Gehäuse befestigt. Das Verschlussteil ist dabei auf einem Dichtring 13 gelagert. Das Gehäuse bzw. die Gehäusewandung kann wie hier gezeigt einen Kragen 11.14 aufweisen, welcher die Gehäuseöffnung umfasst bzw. umgreift. Der Dichtring kann dabei eine radiale Spannung auf den Kragen ausüben, so dass er nach Montage sicher sitzt und nicht verloren geht. Im Falle eines Kragens wie hier gezeigt umgreift das Verschlussteil den Kragen mittels eines Ringabschnitts 12.11. Auf diese Weise wird das Verschlussteil durch den Kragen in radialer Richtung zu einer Längsachse 12.3 des Deckels positioniert bzw. gehalten. Das Verschlussteil kann dabei zumindest abschnittsweise transparent sein.
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2 skizziert eine Schrägansicht auf das Gehäuse ohne Gehäusedeckel, wobei eine Anzeigehalterung 17 mit einer Anzeige 18 zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet du durch dieses positioniert bzw. zumindest radial gehalten sein kann. Die Gehäusewandung kann wie hier gezeigt einen Bajonettmechanismus 15 aufweisen, über welchen das Befestigungsteil des Deckels am Gehäuse fixiert werden kann. Der Dichtring 13 liegt dabei auf einer axialen Anschlagfläche 11.13 der Gehäusewandung auf und wird bei montiertem Deckel zwischen der axialen Anschlagsfläche und dem Befestigungsteil eingespannt.
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Erfindungsgemäß ist eine Begrenzungsvorrichtung 14 eingerichtet, welche einen Bewegungsspielraum des Verschlussteils in axialer Richtung, also in Richtung Gehäuse begrenzt, wobei ein Mindestabstand des Verschlussteils zur axialen Anschlagfläche sichergestellt ist, wobei das Verschlussteil in montiertem Zustand einen Abstand größer als der Mindestabstand zur axialen Anschlagfläche aufweist. Auf diese Weise wirkt der Dichtring als elastisches Element gegenüber mechanischer Belastung des Verschlussteils und ist gleichzeitig geschützt vor einer schädlichen Quetschung durch das Verschlussteil bei zu hoher mechanischer Belastung.
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Die axiale Begrenzung kann wie hier gezeigt über eine Fixiereinrichtung 14 bereitgestellt werden, welche wie hier gezeigt im Kragen und über das Verschlussteil, siehe 3, eingerichtet ist. Beispielsweise wie in 3 gezeigt kann das Verschlussteil mindestens einen Vorsprung 14.1, aufweisen, wobei der Kragen mindestens eine zu einem zugehörigen Vorsprung zumindest abschnittsweise komplementäre Formschlussvorrichtung 14.2 wie beispielsweise eine Einkerbung aufweist, wobei ein Vorsprung und eine dazu zugehörige Formschlussvorrichtung dazu eingerichtet sind, ineinander einzugreifen. Der Fachmann kann auch auf andere Weisen eine solche Fixiereinrichtung einrichten, die hier gezeigte Umsetzung ist rein beispielhaft. Die Anzeigehalterung kann wie hier gezeigt Führungen 17.1 aufweisen, mittels welchen bei Montage des Deckels Vorsprünge des Verschlussteils der Formschlussvorrichtung zuführbar sind.
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Beispielsweise kann eine Sollstauchung des Dichtrings bei sachgemäßer Einspannung zwischen Verschlussteil und axialer Anschlagsfläche zwischen 10% und 30% einer Höhe des Dichtrings ohne Krafteinwirkung eingerichtet sein. Beispielsweise kann durch die Begrenzung des Bewegungsspielraums eine Maximalstauchung zwischen 25% und 50% eingerichtet sein. Somit wird durch die Sollstauchung eine ausreichende Dichtwirkung im Betrieb erreicht und der Dichtring beispielsweise vor unsachgemäßer Behandlung des Gehäuses geschützt.
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3 zeigt eine Aufsicht auf eine dem Gehäuse zuzuwendende Seite des Verschlussteils 12.1, wobei auf einer Innenseite des Ringteils 12.11 des Verschlussteils Vorsprünge 14.1 angeordnet sind, welche dazu eingerichtet sind, in die Formschlussvorrichtung 14.2 des Kragens einzugreifen.
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Zusätzlich zur hier gezeigten Begrenzungseinrichtung 14 kann auch eine Fixiereinrichtung 16 zwecks Verhinderung einer Rotation des Verschlussteils eingerichtet sein. Auf diese Weise wirkt der Dichtring als elastisches Element gegenüber mechanischer Belastung des Verschlussteils und ist gleichzeitig geschützt vor einer schädlichen rotatorischen Verzerrung bei Verschließen des Gehäuses durch Drehen des Befestigungsteils in eine Befestigungsposition. Selbst wenn das Befestigungsteil dazu eingerichtet ist auf dem Verschlussteil zu gleiten, kann eine störende rotatorische Kraft auf den Dichtring ausgeübt werden, sofern keine rotatorische Blockade eingerichtet ist. Entsprechend der Fixiereinrichtung kann dies wie in 2 und 3 gezeigt über Vorsprünge 16.1 und zugehörige Formschlussvorrichtungen 16.2 umgesetzt werden, wobei wie in 2 und 3 gezeigt die Vorsprünge und zugehörige Formschlussvorrichtungen jeweils beide Wirkungen, also Rotationsfixierung und axiale Begrenzung erzeugen können. Die Wirkungen können jedoch auch durch separate Einrichtungen umgesetzt sein.
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4 zeigt ein Feldgerät 1 mit einem Messumformermodul 20 und einem Sensormodul 30 zum Erfassen einer Messgröße und zum Bereitstellen von messgrößenabhängigen Signalen, wobei das Sensormodul mit dem Messumformermodul elektrisch und mechanisch verbunden ist, wobei eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung 21 des Messumformermoduls 20 dazu eingerichtet ist, die von dem Sensormodul bereitgestellten Signale zu verarbeiten sowie Messwerte von mindestens einer Messgröße des Sensormoduls bereitzustellen.
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Das Feldgerät kann dabei ein Durchflussmessgerät sein und ein Messrohr 40 zum Führen eines Mediums aufweisen.
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Das Durchflussmessgerät kann dabei ein Ultraschall-Durchflussmessgerät, ein Coriolis-Durchflussmessgerät, ein thermisches Durchflussmessgerät, ein Vortex-Durchflussmessgerät oder ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Feldgerät
- 10
- Gehäuse
- 11
- Gehäusekörper
- 11.1
- Gehäusewandung
- 11.11
- Gehäusekammer
- 11.12
- Gehäuseöffnung
- 11.13
- axiale Anschlagfläche
- 11.14
- Kragen
- 12
- Gehäusedeckel
- 12.1
- Verschlussteil
- 12.11
- Ringabschnitt
- 12.2
- Befestigungsteil
- 12.3
- Längsachse
- 13
- Dichtring
- 14
- Begrenzungsvorrichtung
- 14.1
- Vorsprung
- 14.2
- Formschlussvorrichtung
- 15
- Bajonettmechanismus
- 16
- Fixiereinrichtung
- 16.1
- Vorsprung
- 16.2
- Formschlussvorrichtung
- 17
- Anzeigehalterung
- 17.1
- Führung
- 18
- Anzeige
- 20
- Messumformermodul
- 21
- elektronische Mess-/Betriebsschaltung
- 30
- Sensormodul
- 40
- Messrohr
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005059662 A1 [0002]
- DE 102018132061 A1 [0002]
