DE102022108494A1

DE102022108494A1 - Reinigungsvorrichtung zur Reinigung einer Teilfläche einer Außenfläche eines Sensors

Info

Publication number: DE102022108494A1
Application number: DE102022108494.9A
Authority: DE
Inventors: Hans Meyer; Alejandro Vaca Torres
Original assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date: 2022-04-07
Filing date: 2022-04-07
Publication date: 2023-10-12

Abstract

Es ist eine Reinigungsvorrichtung (3) zur Reinigung zumindest einer Teilfläche (5) einer Außenfläche (7) eines Sensors (1) beschrieben, die eine Aktvierungsvorrichtung (21) und ein mittels der Aktivierungsvorrichtung (21) reversibel von einer Grundform in eine Übergangsform verformbares Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e) umfasst. Das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e) weist eine Reinigungskante (25) auf, und ist derart ausgebildet und am Sensor (1) befestigt oder befestigbar, dass die Reinigungskante (25) an die Außenfläche (7) des Sensors (1) und/oder eine Außenfläche der Reinigungsvorrichtung (3) angrenzt und bei jeder Verformung des Reinigungselements (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e) von der Grundform in die Übergangsform über die Teilfläche (5) der Außenfläche (7) hinwegschabt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung zumindest einer Teilfläche einer Außenfläche eines Sensors, sowie eine Messeinrichtung mit einem Sensor zur Messung einer Messgröße eines Mediums und einer Reinigungsvorrichtung zur Reinigung einer Teilfläche einer Außenfläche des Sensors.
Sensoren zur Messung einer Messgröße eines Mediums werden in Anwendungen unterschiedlichster Art zur Messung einer Vielzahl verschiedener Messgrößen eingesetzt.
Um Messgrößen, wie z.B. chemische, physikalische oder biologische Messgrößen, eines Mediums, wie z.B. einer Flüssigkeit oder einem Gas, messen zu können, weisen diese Sensoren üblicher Weise mindestens eine im Messbetrieb mit dem Medium in Kontakt stehende Außenfläche auf, über die oder durch die hindurch die Messung erfolgt. So weisen Sensoren, wie z.B. optische Sensoren, Photometer und Spektrometer, in der Regel für elektromagnetische Strahlung transparente Fenster auf, durch die zur Messung der Messgröße verwendete, elektromagnetische Strahlung hindurchtritt. Beispiele hierfür sind kalorimetrische Sensoren, Trübungssensoren, Sensoren zur Messung eines spektralen Absorptionskoeffizienten, sowie Sensoren zur Messung einer Konzentration eines im Medium enthaltenen Analyten, wie z.B. Sensoren zur Messung eines Nitrit-Gehalts, eines Nitrat-Gehalts oder eines Ammonium-Gehalts. Ein weiteres Beispiel sind Sensoren, wie z.B. Leitfähigkeitssensoren, deren während der Messung mit dem Medium in Kontakt stehende Außenflächen Elektrodenflächen umfassen.
Es gibt aber auch Sensoren, die Messungen ausführen, ohne dabei in unmittelbarem Kontakt zu dem Medium zu stehen. Das ist z.B. bei Sensoren der Fall, die über eine mit der Umgebung des Sensors in Kontakt stehende Außenfläche Messsignale senden und/oder empfangen. Ein Beispiel hierfür sind mit Ultraschall-Signalen arbeitende Sensoren zur Messung eines Füllstands eines Mediums in einem Behälter.
In einer Vielzahl von Anwendungen besteht das Problem, dass dem Medium oder der Umgebung ausgesetzte Außenflächen von Sensoren mit der Zeit verschmutzen. Verschmutzungen von Teilflächen der Außenflächen, über die die Messung erfolgt und/oder über die Signale gesendet und/oder empfangen werden, führen in der Regel zu Beeinträchtigungen der Messeigenschaften, insb. der Messgenauigkeit, dieser Sensoren. Dabei können je nach Medium, Umgebungsbedingen und/oder Anwendung Verschmutzungen unterschiedlicher Art und Zusammensetzung auftreten. So können die Außenflächen von in einer Kläranalage eingesetzten Sensoren z.B. mit der Zeit durch Feststoffe, wie z.B. Sand oder Haare, durch Fette, durch sich darauf ausbildende Biofilme und/oder durch daran anwachsende Algen verschmutzen.
Zur Lösung dieses Problems sind aus dem Stand der Technik verschiedene Arten von Reinigungsvorrichtungen zur Reinigung von Außenflächen von Sensoren bekannt. Ein Beispiel sind mit einem Wischer ausgestatte Reinigungsvorrichtungen. So ist z.B. in der DE 10 2011 978 617 A1 eine Messeinrichtung mit einem Sensor beschrieben, dessen endseitige Außenfläche mittels eines als Teilkomponente eines peripheren Aufsatzes ausgebildeten Wischer gereinigt wird.
Wischer weisen üblicherweise einen mit einer Wischerlippe oder Bürsten ausgestatten Wischerarm auf, der mittels eines Elektromotors um eine durch ein Ende des Wischerarms verlaufende Drehachse schwenkbar ist. Ein Nachteil von Wischern ist, dass bei faserartigen Verschmutzungen die Gefahr besteht, dass sich Fasern um den Wischerarm und/oder um den Wischerarm verschwenkende mechanische Komponenten wickeln. Das kann unter Umständen zu Beeinträchtigungen der Wischerbeweglichkeit führen. Darüber hinaus können Wischer nur dann eingesetzt werden, wenn vor der zu reinigenden Außenfläche genügend Platz zur Unterbringung des Wischers zur Verfügung steht. Damit sind Wischer für den Einsatz in Sensoren, die eine zur Umgebung hin offene Ausnehmung, wie z.B. einen engen Messspalt, zur Aufnahme des Mediums umfassen, in der Regel ungeeignet. Beispiele für derartige Sensoren sind optische Sensoren, die zu beiden Seiten der Ausnehmung einander gegenüberliegend angeordnete Fenster aufweisen, durch die die Messung der Messgröße erfolgt.
Ein weiteres Beispiel sind mit Druckluft arbeitende Reinigungsvorrichtungen. Diese Reinigungsvorrichtungen sind insb. für Anwendungen, in denen faserartige Verschmutzungen auftreten können, deutlich besser geeignet als Wischer aufweisende Reinigungssysteme. Mit Druckluft betriebene Reinigungsvorrichtungen setzen jedoch voraus, dass die Druckluft am Einsatzort des Sensors zur Verfügung gestellt werden kann. Darüber hinaus muss sichergestellt werden, dass die von der Druckluft auf die Verschmutzungen ausgeübte Druckkraft groß genug ist, um an zu reinigenden Außenflächen des Sensors anhaftende Verschmutzungen zu entfernen. Letzteres kann insb. bei hartnäckigen, schwer von der Außenfläche ablösbaren Verschmutzungen problematisch sein.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine vorzugsweise möglichst robuste Reinigungsvorrichtung zur Reinigung einer Teilfläche einer im Messbetrieb mit einem Medium oder einer Umgebung des Sensors in Kontakt stehenden Außenfläche eines Sensors anzugeben, die platzsparend einsetzbar ist und mit der eine hohe Reinigungswirkung erzielbar ist.
Hierzu umfasst die Erfindung eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung zumindest einer Teilfläche einer Außenfläche eines Sensors, die sich dadurch auszeichnet, dass
die Reinigungsvorrichtung eine Aktivierungsvorrichtung und ein mittels der Aktivierungsvorrichtung reversibel von einer Grundform in eine Übergangsform verformbaren Reinigungselement umfasst,
wobei das Reinigungselement eine Reinigungskante aufweist, und
wobei das Reinigungselement derart ausgebildet und am Sensor befestigt oder befestigbar ist, dass die Reinigungskante an die Außenfläche des Sensors und/oder eine Außenfläche der Reinigungsvorrichtung angrenzt und bei jeder Verformung des Reinigungselements von der Grundform in die Übergangsform über die Teilfläche der Außenfläche hinwegschabt.
Die Reinigungsvorrichtung bietet den Vorteil, dass für die Unterbringung des Reinigungselements nur sehr wenig Platz vor der Außenfläche des Sensors benötigt wird. Damit ist das Reinigungselement insb. auch in einer zur Umgebung hin offenen Ausnehmung des Sensors, wie z.B. einem Messspalt oder einer küvettenartigen Ausnehmung, einsetzbar.
Zugleich bietet die Reinigungsvorrichtung den Vorteil, dass mittels der Reinigungskante eine hohe Reinigungswirkung erzielbar ist. Dabei sind mittels der Reinigungskante insb. auch hartnäckige, auf der zu reinigenden Teilfläche festsitzende Verschmutzungen entfernbar. Hierbei wirkt die Reinigungskante wie ein Abstreifer oder ein Messer, mit dem die Verschmutzungen abgestreift oder abgeschält werden.
Eine erste Weiterbildung umfasst eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung zumindest einer Teilfläche einer Außenfläche eines Sensors, bei dem die Außenfläche an eine zur Umgebung hin offene Ausnehmung des Sensors angrenzt, und auf einer der Außenfläche gegenüberliegenden Seite der Ausnehmung eine zweite Außenfläche des Sensors angeordnet ist, wobei die zweite Außenfläche eine der Teilfläche gegenüberliegende zweite Teilfläche umfasst, die sich dadurch auszeichnet, dass
das Reinigungselement eine zweite Reinigungskante aufweist und derart ausgebildet und am Sensor befestigt oder befestigbar ist, dass die zweite Reinigungskante an der zweiten Außenfläche des Sensors und/oder einer weiteren Außenfläche der Reinigungsvorrichtung anliegt und bei jeder Verformung des Reinigungselements von der Grundform in die Übergangsform über die zweite Teilfläche hinweg schabt.
Weitere Weiterbildungen zeichnen sich dadurch aus, dass das Reinigungselement:

eine oder mehrere über dessen Grundfläche verteilt angeordnete Durchtrittsöffnungen aufweist,
als Bimetall, als metallisches Blech oder als Federstahl-Blech ausgebildet ist,
als ein durch Prägen oder Umformen aus einem planaren und/oder rechteckscheibenförmigen Ausgangsblech hergestelltes Reinigungselement ausgebildet ist,
als metallisches Blech oder als Federstahl-Blech mit einer Blechdicke von 0,1 mm bis 0,5 mm ausgebildet ist, und/oder
in senkrecht zur Reinigungskante verlaufender Richtung eine Höhe von 3 mm bis 10 mm aufweist.

Eine zweite Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass das Reinigungselement derart ausgebildet ist, dass dessen Verformung von der Grundform in die Übergangsform und/oder dessen Rückverformung von der Übergangsform in die Grundform zumindest teilweise durch Beulen erfolgt und/oder zumindest teilweise sprungartig erfolgt.
Eine dritte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass das Reinigungselement:

derart ausgebildet ist, dass es sich in der Grundform und in der Übergangsform jeweils in einem mechanisch stabilen Zustand befindet, oder
derart ausgebildet ist, dass es sich in der Grundform in einem mechanisch stabilen Zustand befindet, und dass es sich in der Übergangsform in einem mechanisch instabilen Zustand befindet, aus dem es sich selbsttätig in die Grundform zurückverformt.

Eine vierte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Aktivierungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, einen Reinigungsvorgang zu bewirken, bei dem das Reinigungselement durch eine von der Aktivierungsvorrichtung auf das Reinigungselement ausgeübte erste Kraft von der Grundform in die Übergangsform überführt wird, und sich das Reinigungselement entweder selbsttätig von der Übergangsform in die Grundform zurück verformt oder durch eine von der Aktivierungsvorrichtung auf das Reinigungselement ausgeübte zweite Kraft von der Übergangsform in die Grundform überführt wird.
Eine Weiterbildung der vierten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass
die Reinigungsvorrichtung zwei stabförmige Befestigungselemente umfasst,
an jedem Befestigungselement jeweils einer der beiden einander gegenüberliegenden äußeren Randbereiche des Reinigungselements befestigt ist, und
die Aktivierungsvorrichtung:

a) einen Antrieb umfasst, der dazu ausgebildet ist, die erste Kraft oder die erste und die zweite Kraft jeweils durch eine mittels des Antriebs bewirkbare Drehung eines der beiden Befestigungselemente um dessen senkrecht zur Außenfläche des Sensors verlaufende Längsachse auf das Reinigungselement auszuüben, oder
b) einen Antrieb aufweist, der mindestens einen Elektromagneten umfasst und dazu ausgebildet ist, die erste Kraft oder die erste und die zweite Kraft jeweils in Form einer durch den Elektromagnet oder einen der Elektromagnete auf einen als Bestandteil des Reinigungselements ausgebildeten oder an dem Reinigungselement befestigten Magnet ausgeübten magnetischen Kraft auf das Reinigungselement auszuüben.

Eine fünfte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass
das Reinigungselement derart ausgebildet ist, dass es sich in der Grundform in einem mechanisch stabilen Zustand befindet und dass es sich in der Übergangsform in einem mechanisch instabilen Zustand befindet, aus dem es sich selbsttätig in die Grundform zurückverformt, und
die Aktivierungsvorrichtung einen pneumatischen Antrieb umfasst, der:

dazu ausgebildet ist, die die Verformung des Reinigungselements von der Grundform in die Übergangsform bewirkende erste Kraft durch Druckluft auf das Reinigungselement auszuüben, und/oder
mindestens eine auf das Reinigungselement ausgerichtete Düse umfasst, die über eine daran angeschlossene Druckluft-Zuleitung an einen Druckluft-Generator angeschlossen oder anschließbar ist.

Eine erste Variante zeichnet sich dadurch aus, dass das Reinigungselement:

in der Grundform in eine erste Richtung derart gewölbt ist, dass die Reinigungskante bei am Sensor befestigtem Reinigungselement entlang einer auf einer ersten Seite der Teilfläche außerhalb der Teilfläche verlaufenden Linie auf der Außenfläche des Sensors und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung aufliegt, und
in der Übergangsform in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung derart gewölbt ist, dass die Reinigungskante bei am Sensor befestigtem Reinigungselement entlang einer auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Teilfläche außerhalb der Teilfläche verlaufenden Linie auf der Außenfläche des Sensors und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung aufliegt.

Eine zweite Variante zeichnet sich dadurch aus, dass das Reinigungselement als gemäß dem Funktionsprinzip eines Knackfroschs verformbares Element ausgebildet ist, und/oder derart ausgebildet ist, dass es sich in der Grundform in einem mechanisch stabilen Zustand befindet, dass es ausgehend von der Grundform durch Beulen in die mechanisch instabile Übergangsform verformbar ist, und dass es ausgehend von der Übergangsform selbsttätig in die Grundform zurückspringt.
Eine Weiterbildung der zweiten Variante zeichnet sich dadurch aus, dass:

die beiden einander gegenüberliegenden äußeren Randbereiche des Reinigungselements jeweils an einem von zwei voneinander beabstandeten, stabförmigen Befestigungselementen befestigt sind, und
das Reinigungselement einen zwischen den beiden Randbereichen angeordneten, mittleren Bereich aufweist, wobei der mittlere Bereich zu beiden Seiten jeweils über einen mehrfach gekrümmten Übergangsbereich mit einem der beiden Randbereiche verbunden ist.

Eine dritte Variante zeichnet sich dadurch aus, dass das Reinigungselement einen spiralförmigen Bereich aufweist, der als Spiralfeder ausgebildet ist, die bei jeder Verformung des Reinigungselements von der Grundform in die Übergangsform gespannt wird, und deren Federrückstellkraft die Rückverformung des Reinigungselements in die Grundform bewirkt.
Eine Weiterbildung der dritten Variante zeichnet sich dadurch aus, dass
das Reinigungselement zwei einander gegenüberliegende Randbereiche aufweist, die jeweils mit einem Befestigungselement verbunden sind,
eines der beiden Befestigungselemente um dessen senkrecht zur Reinigungskante des Reinigungselement verlaufende Längsachse drehbar ist,
der spiralförmige Bereich an den mit dem drehbaren Befestigungselement verbundenen Randbereich des Reinigungselements angrenzt, das drehbare Befestigungselement spiralförmig umgibt und über einen Verbindungsbereich mit dem anderen Randbereich des Reinigungselements verbunden ist,
die Aktivierungseinrichtung einen Antrieb aufweist, der dazu ausgebildet ist, jede Verformung des Reinigungselements von der Grundform in die Übergangsform jeweils durch Drehen des drehbaren Befestigungselements zu bewirken, und
die beiden Befestigungselemente bei am Sensor befestigtem Reinigungselement derart angeordnet sind, dass sich der Verbindungsbereich bei jeder Verformung und bei jeder Rückverformung des Reinigungselements jeweils über die zu reinigende Teilfläche hinwegbewegt.
Eine vierte Variante zeichnet sich dadurch aus, dass:

das Reinigungselement als Biegefeder ausgebildet ist, und/oder eine rechteckige Grundfläche aufweist, die in der mechanisch stabilen Grundform derart gekrümmt ist, dass die bei am Sensor befestigtem Reinigungselement an der Außenfläche des Sensors und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung anliegende Reinigungskante auf einer ersten Seite der Teilfläche außerhalb der Teilfläche in einem Bogen um die Teilfläche herum verläuft, und deren Krümmung bei der Verformung von der Grundform in die mechanische instabile Übergangsform derart reduziert wird, dass die Reinigungskante bei am Sensor befestigtem Reinigungselement in der Übergangsform auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Teilfläche außerhalb der Teilfläche an der Außenfläche des Sensors und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung anliegt,
die Reinigungsvorrichtung ein erstes Befestigungselement und ein zweites Befestigungselement umfasst, die bei am Sensor befestigtem Reinigungselement auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der zu reinigenden Teilfläche angeordnet sind, wobei das zweite Befestigungselement um dessen Längsachse drehbar ist,
das Reinigungselement zwei über einen Verbindungsbereich miteinander verbundene Randbereiche umfasst, von denen einer der mit ersten Befestigungselement verbunden ist,
der Verbindungsbereich sich durch einen in senkrecht zur Längsachse des zweiten Befestigungselements durch das zweite Befestigungselement hindurch verlaufenden Durchtrittskanal hindurch erstreckt, und
die Aktivierungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Verformung des Reinigungselements von der Grundform in die Übergangsform derart zu bewirken, dass das zweite Befestigungselement derart um dessen Längsachse gedreht wird, dass sich ein in der Grundform zwischen den beiden Befestigungselementen angeordneter Abschnitt des Verbindungsbereichs durch den Durchtrittskanal hindurch schiebt.

Eine fünfte Variante zeichnet sich dadurch aus, dass
das Reinigungselement ist als Bimetall ausgebildet, und
die Aktivierungsvorrichtung eine Erwärmungsvorrichtung zur Erwärmung des Reinigungselements umfasst, mittels der das in der Grundform befindliche Reinigungselements derart erwärmbar ist, dass sich das Reinigungselement durch die Erwärmung von der Grundform in die Übergangsform verformt und nach einem Abschalten der Erwärmungsvorrichtung wieder abkühlt und sich selbsttätig in die Grundform zurückverformt.
Eine sechste Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass an einem an die Reinigungskante angrenzen Bereich des Reinigungselements und/oder an einem an die zweite Reinigungskante angrenzen Bereich des Reinigungselements jeweils mindestens eine Reinigungslippe angeordnet ist.
Des Weiteren umfasst die Erfindung eine Messeinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung, wobei die Messeinrichtung den Sensor umfasst, und die Reinigungsvorrichtung entweder als vom Sensor getrennte Vorrichtung ausgebildet ist, die permanent oder lösbar am Sensor montiert ist, oder mindestens eine Komponente umfasst, die im oder am Sensor angeordnet ist und/oder im Sensor integriert ist.
Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

1 zeigt: eine Messeinrichtung mit einem Sensor und einer Reinigungsvorrichtung;
2 zeigt: eine weitere Messeinrichtung mit einem Sensor und einer Reinigungsvorrichtung;
3 zeigt: Ansichten eines in der Grundform und in der Übergangsform in einem stabilen Zustand befindlichen Reinigungselements;
4 zeigt: Ansichten eines als Knackfrosch ausgebildeten Reinigungselements;
5 zeigt: Ansichten eines als Bimetall ausgebildeten Reinigungselements;
6 zeigt: Ansichten eines als Spiralfeder ausgebildeten Reinigungselements;
7 zeigt: Ansichten eines als Biegefeder ausgebildeten Reinigungselements; und
8 zeigt: eine an einem Reinigungselement angeordnete Reinigungslippe.

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung 3 zur Reinigung zumindest einer Teilfläche 5 einer Außenfläche 7 eines Sensors 1, sowie eine Messeinrichtung mit einem Sensor 1 zur Messung einer Messgröße, wie z.B. einer Messgröße eines Mediums, und einer Reinigungsvorrichtung 3 zur Reinigung einer Teilfläche 5 einer Außenfläche 7 des Sensors 1.
Der Sensor 1 ist z.B. ein Sensor, der dazu ausgebildet ist, Messungen der Messgröße über oder durch die Teilfläche 5 der im Messbetrieb mit dem Medium in Kontakt stehenden Außenfläche 7 des Sensors 1 hindurch vorzunehmen. Insoweit ist der Sensor 1 z.B. ein optischer Sensor, ein Photometer oder ein Spektrometer mit mindestens einem für elektromagnetische Strahlung transparenten Fenster 9, durch das zur Messung der Messgröße verwendete, elektromagnetische Strahlung hindurchtritt. In dem Fall ist der Sensor 1 z.B. ein kalorimetrischer Sensor, ein Trübungssensor, ein Sensor zur Messung eines spektralen Absorptionskoeffizienten des Mediums, oder ein Sensor zur Messung einer Konzentration eines im Medium enthaltenen Analyten, wie z.B. ein Sensor zur Messung eines Nitrit-Gehalts, eines Nitrat-Gehalts oder eines Ammonium-Gehalts.
1 zeigt als Beispiel eine Messeinrichtung, bei der die mit dem Medium in Kontakt stehende Außenfläche 7 des Sensors 1 auf einer Außenseite, z.B. einer Stirnseite, des Sensors 1 angeordnet ist. Der in 1 als Beispiel dargestellte Sensor 1 umfasst eine im Sensor 1 angeordnete Strahlungsquelle 11, z.B. eine Lichtquelle, mittels der im Messbetrieb Strahlung durch das Fenster 9 in das Medium gesendet wird, einen im Sensor 1 angeordneten Detektor 13, der nach einer Wechselwirkung mit dem Medium durch das Fenster 9 in Richtung des Detektors 13 reflektierte oder gestreute elektromagnetische Strahlung empfängt und eine an den Detektor 13 angeschlossenen Messelektronik 15, mittels der die zu messende Messgröße bestimmt und ausgegeben wird. Bei diesem Sensor 1 bildet eine dem Medium zugewandte Außenfläche des Fensters 9 die mittels der Reinigungsvorrichtung 3 zu reinigende Teilfläche 5 der Außenfläche 7 des Sensors 1.
2 zeigt als weiteres Beispiel in den Teilabbildungen a) und b) jeweils eine geschnittene Darstellung einer Messeinrichtung, bei der der Sensor 1 eine zur Umgebung hin offene Ausnehmung 17 aufweist. Bei diesem Sensor 1 grenzt die die zu reinigende Teilfläche 5 umfassende Außenfläche 7 des Sensors 1 an die Ausnehmung 17 an. Darüber hinaus ist auf einer der Außenfläche 7 gegenüberliegenden Seite der Ausnehmung 17 eine zweite, die Ausnehmung 17 begrenzende Außenfläche des Sensors 1 angeordnet. In 2 umfasst die zweite Außenfläche eine der Teilfläche 5 gegenüberliegende zweite Teilfläche 19, die ebenfalls mittels der Reinigungsvorrichtung 3 gereinigt werden kann bzw. wird.
In 2 umfasst der Sensor 1 zwei zu beiden Seiten der Ausnehmung 17 einander gegenüberliegend angeordnete Fenster 9, durch die hindurch die Messung der Messgröße erfolgt. Entsprechend sind die zu reinigende Teilfläche 5 und die dieser Teilfläche 5 gegenüberliegende zweite Teilfläche 19 jeweils durch eine mit dem Medium in Kontakt stehende Außenfläche eines der beiden Fenster 9 gebildet.
Im Hinblick auf die Messung der Messgröße umfasst der in 2 dargestellte Sensor 1 z.B. eine auf einer Seite der Ausnehmung 17 angeordnete Strahlungsquelle 11, z.B. eine Lichtquelle, mittels der im Messbetrieb Strahlung durch das daran angrenzende Fenster 9, das in der Ausnehmung 17 befindliche Medium und das gegenüberliegende Fenster 9 hindurch zu einem Detektor 13 gesendet wird. Auch hier wird die Messgröße z.B. mittels einer an den Detektor 13 angeschlossenen Messelektronik 15 bestimmt und ausgegeben.
Die Erfindung ist nicht auf mit elektromagnetischer Strahlung arbeitende Sensoren, wie z.B. optische, beispielsweise mit ultraviolettem oder infrarotem Licht arbeitende Sensoren begrenzt, sondern analog auch in Verbindung mit anderen Sensoren, wie z.B. Ultraschall-Sensoren oder Leitfähigkeitssensoren, einsetzbar. Bei Ultraschall-Sensoren ist die zu reinigende Teilfläche der Außenfläche des Sensors z.B. eine mit dem Medium oder der Umgebung in Kontakt stehende Teilfläche über die bzw. durch die Ultraschall-Signale gesendet und/oder empfangen werden. Bei Leitfähigkeitssensoren umfasst die zu reinigende Teilfläche der Außenfläche des Sensors z.B. mindestens eine Elektrodenfläche.
Wie in 1 dargestellt ist die Reinigungsvorrichtung 3 z.B. als eigenständige, vom Sensor 1 getrennte Vorrichtung ausgebildet, die permanent oder lösbar am Sensor 1 montierbar oder montiert ist. Das bietet den Vorteil, dass Sensor 1 und Reinigungsvorrichtung 3 getrennt voneinander hergestellt, gewartet und/oder ausgetauscht werden können und auch bestehende Sensoren 1 bei Bedarf nachträglich mit der vom Sensor 1 getrennten Reinigungsvorrichtung 3 ausgestattet werden können. 1 zeigt als ein Beispiel hierzu eine Ausgestaltung, bei der die Reinigungsvorrichtung 3 einen am Sensor 1 befestigbaren Aufsatz 18, wie z.B. einen ring- oder ringsegmentförmigen peripheren Aufsatz 18 aufweist, der derart auf den Sensor 1 aufsetzbar ist, dass der Sensor 1 unter Freilassung der zu reinigenden Teilfläche 5 des Sensors 1 zumindest abschnittweise außenseitlich von dem Aufsatz 18 umgeben ist. Wie in dem in 2 dargestellten Beispiel gezeigt, kann die Reinigungsvorrichtung 3 alternativ aber auch derart ausgebildet sein, dass sie mindestens eine Komponente umfasst, die im oder am Sensor 1 angeordnet ist und/oder im Sensor 1 integriert ist.
Unabhängig davon, ob die Reinigungsvorrichtung 3 als vom Sensor 1 getrennte, am Sensor 1 montierbare Vorrichtung ausgebildet ist, oder zumindest teilweise im Sensor 1 integriert ist umfasst die Reinigungsvorrichtung 3 eine Aktivierungsvorrichtung 21 und ein mittels der Aktivierungsvorrichtung 21 reversibel von einer Grundform in eine Übergangsform verformbares Reinigungselement 23. Das Reinigungselement 23 weist eine Reinigungskante 25 auf und ist derart ausgebildet und am Sensor 1 befestigt oder befestigbar, dass die Reinigungskante 25 bei jeder Verformung des Reinigungselements 23 von der Grundform in die Übergangsform über die zu reinigende Teilfläche 5 der Außenfläche 7 hinweg schabt.
Wie in 1 und 2 dargestellt, kann die dementsprechende Befestigung des Reinigungselements 23 z.B. direkt durch eine Befestigung des Reinigungselements 23 am Sensor 1 oder indirekt durch eine dementsprechende Befestigung der Reinigungsvorrichtung 3 am Sensor 1 bewirkt werden. 1 zeigt ein Bespiel bei dem das Reinigungselement 23 am Sensor 1 durch die Befestigung der Reinigungsvorrichtung 3, insb. des Aufsatzes 18, am Sensor 1 befestigt ist. In 2 ist das Reinigungselement 23 direkt am Sensor 1 befestigt.
Zur Veranschaulichung der Verformung ist das Reinigungselement 23 in der Teilabbildung a) von 2 in der Grundform und in der Teilabbildung b) von 2 in der Übergangsform dargestellt.
Als Reinigungselement 23 eignet sich insb. ein reversibel verformbares metallisches Element. Insoweit ist das Reinigungselement 23 z.B. als Blech oder als Federstahl-Blech ausgebildet. In dem Fall wird das Reinigungselement 23 z.B. aus einem planaren, z.B. rechteckförmigen, Ausgangsblech hergestellt, das z.B. durch Prägen oder durch Umformen in die Grundform gebracht wird. Insb. bei als Blech oder Federstahl-Blech ausgebildeten Reinigungselementen 23 genügt es bereits, wenn das Reinigungselement 23 eine Blechdicke von einigen wenigen Zehntelmillimetern aufweist. Dabei weist das Reinigungselement 23 je nach Größe der zu reinigenden Teilfläche 5 z.B. eine Blechdicke von 0,1 mm bis 0,5 mm auf. Darüber hinaus genügt es bereits, wenn das Reinigungselement 23 in senkrecht zur Reinigungskante 25 verlaufender Richtung eine geringe Höhe, wie z.B. eine Höhe von 3 mm bis 10 mm, aufweist. Alternativ kann das Reinigungselement 23 aber auch aus einem anderen Material bestehen und/oder andere Abmessungen aufweisen.
Als Aktivierungsvorrichtung 21 eignet sich z.B. eine Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Reinigungsvorgang zu bewirken, bei dem das Reinigungselement 23 durch eine von der Aktivierungsvorrichtung 21 auf das Reinigungselement 23 ausgeübte erste Kraft von der Grundform in die Übergangsform überführt wird, und der mit einer Rückverformung des Reinigungselement 23 von der Übergangsform in die Grundform abschließt.
Dabei erfolgt die Rückverformung je nach Ausgestaltung des Reinigungselements 23 entweder, indem sich das Reinigungselement 23 selbsttätig von der Übergangsform in die Grundform zurück verformt, oder indem das Reinigungselements 23 durch eine von der Aktivierungsvorrichtung 21 auf das Reinigungselement 23 ausgeübte zweite Kraft von der Übergangsform in die Grundform überführt wird.
In Verbindung mit Sensoren 1, wie z.B. dem in 2 dargestellten Sensor, die zusätzlich eine der zu reinigenden Teilfläche 5 der Außenfläche 7 gegenüberliegende zweite Teilfläche 19 umfassen, wird vorzugsweise auch die zweite Teilfläche 19 mittels des Reinigungselements 23 der Reinigungsvorrichtung 3 gereinigt. In dem Fall umfasst das Reinigungselement 23 auf dessen der Reinigungskante 25 gegenüberliegenden Seite eine zweite Reinigungskante 27 und ist derart ausgebildet und am Sensor 1 befestigt oder befestigbar, dass die zweite Reinigungskante 27 an der der Außenfläche 7 gegenüberliegenden zweiten Außenfläche des Sensors 1 anliegt und bei jeder Verformung des Reinigungselements 23 von der Grundform in die Übergangsform über die zweite Teilfläche 19 hinweg schabt. Dabei erfolgt die Befestigung des Reinigungselements 23 auch in diesem Fall entweder durch eine dementsprechende Befestigung der Reinigungsvorrichtung 3 am Sensor 1 oder durch eine dementsprechende Befestigung des Reinigungselements 23 am Sensor 1.
Die Erfindung weist die zuvor genannten Vorteile auf. Optional können einzelne Komponenten der hier beschriebenen Messeinrichtungen jeweils einzeln und/oder in Kombination miteinander einsetzbare unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen.
So sind im Hinblick auf die direkte oder indirekte Befestigung des Reinigungselements 23 je nach Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung 3 und/oder des Reinigungselement 23 unterschiedliche Befestigungsformen einsetzbar.
1 zeigt ein Beispiel, bei dem das Reinigungselement 23 mittels einer Befestigungsvorrichtung am Aufsatz 18 der Reinigungsvorrichtung 3 befestigt ist, die zwei Befestigungselemente 29, 31 aufweist. Die beiden Befestigungselemente 29, 31 sind derart angeordnet, dass sie sich bei am Sensor 1 montierter Reinigungsvorrichtung 3 auf gegenüberliegenden Seiten der zu reinigenden Teilfläche 5 befinden.
In 1 ist an jedem der beiden Befestigungselemente 29, 31 jeweils einer der beiden einander gegenüberliegenden äußeren Randbereiche 33 des Reinigungselements 23 befestigt. Hierzu sind die Randbereiche 33 z.B. über deren senkrecht zur Reinigungskante 25 verlaufende Höhe hinweg zumindest abschnittweise mit dem jeweiligen Befestigungselement 29, 31 verschweißt, verlötet, verklebt oder auf andere Weise verbunden.
Bei der in 1 dargestellten Messeinrichtung schließt der Aufsatz 18 der Reinigungsvorrichtung 3 im Wesentlichen bündig mit der der Außenfläche 7 des Sensors 1 ab, und die Befestigungselemente 29, 31 sind als auf einer Stirnseite des Aufsatzes 18 vorstehende stabförmige Elemente ausgebildet. Anlog können die in 1 dargestellten Befestigungselemente 29, 31 aber alternativ auch auf der Außenfläche 7 des Sensor 1 auf gegenüberliegenden Seiten der Teilfläche 5 außerhalb der Teilfläche 5 angeordnet sein. In dem Fall kann z.B. auch der Antrieb 21 ganz oder zumindest teilweise am oder im Sensor 1 integriert oder angeordnet sein.
Eine zwei stabförmige Befestigungselemente 29, 31 umfassende Befestigungsvorrichtung zur Befestigung des Reinigungselements 23 ist analog auch in der Ausnehmung 17 der in 2 dargestellten Messeinrichtung einsetzbar. Alternativ sind die Befestigungselemente 29, 31 bei der in 2 dargestellten Messeinrichtung z.B. jeweils durch einen an die Ausnehmung 17 angrenzenden, senkrecht zur Reinigungskante 25 des Reinigungselements 23 verlaufenden Wandbereich des Sensors 1 gebildet.
Anstelle der hier als Beispiel dargestellten Befestigungsvorrichtung kann alternativ eine auf andere Weise ausgebildete Befestigungsvorrichtung eingesetzt werden, mittels der das Reinigungselement 23 derart am Sensor 1 befestigt ist oder durch eine demensprechende Befestigung der Reinigungsvorrichtung 3 derart am Sensor 1 befestigbar ist, dass das Reinigungselement 23 von der Grundform in die Übergangsform und von der Übergangsform in die Grundform verformbar ist und die Reinigungskante 25 bzw. jede der beiden Reinigungskanten 25, 27 bei jeder Verformung, sowie auch bei jeder Rückverformung jeweils über die mittels der jeweiligen Reinigungskante 25, 27 zu reinigende Teilfläche 5, 19 hinweg schabt. So kann z.B. eine Befestigungsvorrichtung eingesetzt werden, die ein erstes Befestigungselement umfasst, mit dem einer der beiden äußeren Randbereiche 33 des Reinigungselements 23 fest verbunden ist, und/oder die ein zweites Befestigungselement umfasst, in dem das Reinigungselements 23 gelagert, verankert, mechanisch beweglich geführt und/oder eingespannt ist.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Reinigungselement 23 auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein. Eine erste Variante besteht darin, dass das Reinigungselement 23 derart ausgebildet ist, dass es sich in der Grundform und in der Übergangsform jeweils in einem mechanisch stabilen Zustand befindet. In dem Fall ist es mittels der von der Aktivierungsvorrichtung 21 darauf ausgeübten ersten Kraft von der Grundform in die Übergangsform überführbar und mittels der von der Aktivierungsvorrichtung 21 darauf ausgeübten zweiten Kraft von der Übergangsform in die Grundform überführbar.
Eine alternativ einsetzbare zweite Variante besteht darin, dass Reinigungselements 23 derart ausgebildet ist, dass es sich in der Grundform in einem mechanisch stabilen Zustand befindet und sich in der Übergangsform in einem mechanisch instabilen Zustand befindet, ausgehend von dem sich das Reinigungselement 23 selbsttätig wieder in die Grundform zurück verformt. In dem Fall wird das Reinigungselement 23 bei jedem Reinigungsvorgang jeweils mittels der von der Aktivierungsvorrichtung 21 darauf ausgeübten ersten Kraft von der Grundform in die mechanische instabile Übergangsform überführt, aus der es dann selbsttätig in die mechanisch stabile Grundform zurückkehrt. Letzteres bietet den Vorteil, dass jeder Reinigungsvorgang durch eine einzige Aktivierung des Reinigungselements 23 bewirkbar ist, bei der das Reinigungselement 23 durch die Aktivierungsvorrichtung 21 von der Grundform in die Übergangsform überführt wird.
Unabhängig davon, ob sich das Reinigungselement 23 in der Übergangsform in einem mechanisch stabilen oder instabilen Zustand befindet, ist das Reinigungselement 23 z.B. derart ausgebildet, dass dessen Verformung von der Grundform in die Übergangsform und/oder dessen Rückverformung von der Übergangsform in die Grundform zumindest abschnittweise sprungartig erfolgt. Das bietet den Vorteil, dass hierdurch gegebenenfalls an dem Reinigungselement 23 anhaftende Verunreinigungen abgeschüttelt werden. Damit findet bei jedem Reinigungsvorgang zugleich auch eine Selbstreinigung des Reinigungselements 23 statt. Alternativ können aber auch Reinigungselemente 23 eingesetzt werden, deren Verformung und deren Rückverformung kontinuierlich erfolgt.
Beispiele von in den hier beschriebenen Reinigungsvorrichtungen 3 und Messeinrichtungen als Reinigungselement 23 einsetzbaren Reinigungselementen 23a, 23b, 23c, 23d, 23e sind in den 3 bis 7 dargestellt. Jede dieser Figuren zeigt zwei Draufsichten auf eine Stirnseite der in 1 dargestellten Messeinrichtung, auf der das jeweilige Reinigungselement 23a, 23b, 23c, 23d, 23e angeordnet ist. Dabei zeigen die Teilabbildungen a) das jeweilige Reinigungselement 23a, 23b, 23c, 23d, 23e in der Grundform und die Teilabbildungen b) zeigen das jeweilige Reinigungselement 23a, 23b, 23c, 23d, 23e in der Übergangsform. Die in 3 bis 7 dargestellten Reinigungselemente 23a, 23b, 23c, 23d, 23e sind analog auch in der Ausnehmung 17 des Sensors 1 der in 2 dargestellten Messeinrichtung einsetzbar.
Das in 3 dargestellte Reinigungselement 23a ist derart ausgebildet, dass es sich sowohl in der Grundform als auch in der Übergangsform jeweils in einem mechanisch stabilen Zustand befindet. Das wird in 3 dadurch erreicht, dass das Reinigungselement 23a in der Grundform in eine erste Richtung derart gewölbt ist, dass die Reinigungskante 25 bei am Sensor 1 befestigtem Reinigungselement 23a entlang einer auf einer ersten Seite der Teilfläche 5 außerhalb des Teilfläche 5 verlaufenden Linie auf der Außenfläche 7 des Sensors 1 und/oder einer Außenfläche der Reinigungsvorrichtung 3, insb. des Aufsatzes 18, aufliegt. In der Übergangsform ist das Reinigungselement 23a in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung derart gewölbt, dass die Reinigungskante 25 entlang einer auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Teilfläche 5 außerhalb der Teilfläche 5 verlaufenden Linie auf der Außenfläche 7 des Sensors 1 und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung 3, insb. des Aufsatzes 18, aufliegt. In Verbindung mit dem in 2 dargestellten, die Ausnehmung 17 aufweisenden Sensor gilt das analog auch für die Linien, entlang denen die zweite Reinigungskante 27 in der Grundform und in der Übergangsform auf der zweiten Außenfläche und/oder einer weiteren Außenfläche der Reinigungsvorrichtung 3 aufliegt. Optional ist die Übergangsform z.B. bezüglich einer senkrecht zur Außenfläche 7 ausgerichteten Ebene zumindest annähernd spiegelsymmetrisch zur Grundform ausgebildet.
Das in 3 dargestellte Reinigungselement 23a ist mittels der zuvor beschriebenen Befestigungsvorrichtung am Sensor 1 befestigt, indem dessen Randbereiche 33 jeweils mit einem der Befestigungselemente 29, 31 verbunden sind.Wie aus 3 ersichtlich ist die Reinigungskante 25 länger als der Abstand zwischen den beiden Befestigungselementen 29, 31. Entsprechend erfolgt sowohl die Verformung als auch die Rückverformung des Reinigungselements 23a jeweils durch Beulen. Dabei durchläuft das Reinigungselement 23a bei jeder Verformung eine instabile Zwischenform, nach deren Durchlaufen sich das Reinigungselement 23a selbsttätig sprungartig in die stabile Übergangsform verformt. Analog durchläuft das Reinigungselement 23a bei jeder Rückverformung eine instabile Zwischenform, nach deren Durchlaufen sich das Reinigungselement 23a selbsttätig sprungartig in die stabile Grundform verformt. Das bietet den Vorteil, dass bei jedem Reinigungsvorgang zugleich auch eine Selbstreinigung des Reinigungselements 23a stattfindet.
In Verbindung mit Reinigungselementen 23, 23a, wie z.B. dem in 3 dargestellten Reinigungselement 23a, die sich sowohl in der Grundform als auch in der Übergangsform jeweils in einem mechanisch stabilen Zustand befinden, kann die Aktivierungseinrichtung 21 auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zumindest eines der beiden Befestigungselemente 29, 31 mittels eines Antriebs 39 der Aktivierungseinrichtung 21 um dessen senkrecht zur Außenfläche 7 des Sensors verlaufende Längsachse drehbar ist. Als Antrieb 39 eignet sich z.B. ein im Aufsatz 18 angeordneter Motor, der über eine parallel zur Längsachse des drehbaren Befestigungselements 31 verlaufende Welle 43 mit dem drehbaren Befestigungselement 31 verbunden ist. Bei zumindest teilweise im Sensor 1 integrierter Reinigungsvorrichtung 3 kann der Antrieb 39 alternativ auch in einem Sensorgehäuse 41 des Sensors 1 angeordnet sein.
Mittels dieses Antriebs 39 wird die Verformung des Reinigungselements 23, 23a von der Grundform in die Übergangsform durch eine Drehung des drehbaren Befestigungselement 31 in eine in 3 in Teilabbildung a) eingezeichnete erste Drehrichtung d1 bewirkt. Dabei wird die erste Kraft auf den mit dem drehbaren Befestigungselement 31 verbundenen Randbereich 33 des Reinigungselements 23, 23a ausgeübt. Analog wird die Rückverformung des Reinigungselements 23, 23a von der Übergangsform in die Grundform durch eine Drehung des drehbaren Befestigungselements 31 in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte, in 3 in Teilabbildung b) eingezeichnete, zweite Drehrichtung d2 bewirkt. Dabei wird die zweite Kraft auf den mit dem drehbaren Befestigungselement 31 verbundenen Randbereich 33 des Reinigungselements 23, 23a ausgeübt.
Alternativ kann anstelle des in 1 dargestellten Antriebs 39 aber auch eine andere Antriebsform eingesetzt werden. Ein Beispiel ist in 3 als Alternative ebenfalls dargestellt. Dieser Antrieb 45 umfasst einen Elektromagneten 47, und ist dazu ausgebildet, die die Verformung des Reinigungselements 23a von der Grundform in die Übergangsform bewirkende erste Kraft als magnetische Kraft auf einen als Bestandteil des Reinigungselements 23a ausgebildeten oder an dem Reinigungselement 23a befestigten Magnet 49, wie z.B. einem Permanentmagnet, auszuüben. In 3 umfasst der Antrieb 45 zusätzlich einen zweiten Elektromagneten 51, der dazu ausgebildet ist, die die Rückverformung des Reinigungselements 23a bewirkende zweite Kraft auf den Magnet 49 auszuüben. Der zweite Elektromagnet 51 ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Alternativ kann die Funktion des zweiten Elektromagneten 51 auch von dem Elektromagneten 47 übernommen werden, in dem dieser zur Rückverformung des Reinigungselements 23a in umgekehrter Polung betrieben wird.
Unabhängig von der Anzahl der Elektromagnete 47, 51 ist auch in Verbindung mit dem in 3 dargestellten Antrieb 45 vorzugsweise zumindest eines der beiden Befestigungselemente 29, 31 um dessen Längsachse drehbar.
Sowohl der anhand von 1 beschriebene Antrieb 39 als auch der anhand von 3 beschriebene Antrieb 45 kann analog auch in der in 2 dargestellten Messeinrichtung eingesetzten werden.
In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Reinigungselement 23b als ein gemäß dem Funktionsprinzip eines Knackfroschs verformbares Reinigungselement 23b ausgebildet. Insoweit ist das Reinigungselement 23b z.B. derart ausgebildet, dass es sich in der Grundform in einem mechanisch stabilen Zustand befindet, dass es ausgehend von der Grundform durch Beulen in die zugehörige instabile Übergangsform verformbar ist, und dass es ausgehend von der instabilen Übergangsform selbsttätig in die Grundform zurückspringt.
Das in 4 dargestellte Reinigungselement 23b weist einen mittleren Bereich 53 auf, der zwischen zwei jeweils mehrfach gekrümmten Übergangsbereichen 55 des Reinigungselements 23b angeordnet ist. Dabei grenzt jeder der beiden Übergangsbereiche 55 jeweils an einen der beiden, jeweils mit einem der Befestigungselemente 29, 31 verbundenen Randbereich 33 des Reinigungselements 23b an. Die beiden Übergangsbereiche 55 dienen als federelastische Elemente, die die Verformung des Reinigungselements 23b von der Grundform in die Übergangsform ermöglichen, und die bei in der Übergangsform befindlichem Reinigungselement 23b eine Rückstellkraft auf den mittleren Bereich 53 ausüben, die bewirkt, dass sich das Reinigungselement 23b selbsttätig die in die Grundform zurück verformt. Genau wie bei einem Knackfrosch erfolgt die Rückverformung von der instabilen Übergangsform in die stabile Grundform auch hier im Wesentlichen sprungartig.
Auch in Verbindung mit dem in 4 dargestellten Reinigungselement 23b kann z.B. der in 1 dargestellte Antrieb 39 eingesetzt werden. In dem Fall ist das Reinigungselement 23b durch eine Drehung des drehbaren Befestigungselements 33 in eine in Teilabbildung a) von 4 durch einen Pfeil d dargestellte Drehrichtung in die Übergangsform überführbar. Da sich das Reinigungselement 23b selbsttätig in die Grundform zurück verformt ist zur Rückverformung keine von außen auf das Reinigungselement 23b einwirkende zweite Kraft erforderlich. Entsprechend ist die Aktivierungsvorrichtung 21 hier z.B. derart ausgebildet, dass der Antrieb 39 nach dem Erreichen der Übergangsform von dem drehbaren Befestigungselement 31 entkoppelt wird. Somit ist das Befestigungselement 31 frei drehbar und wird durch die Rückstellkraft des Reinigungselements 23b in seine Ausgangsstellung zurückgedreht. Das die freie Drehbarkeit bewirkenden Entkoppeln kann z.B. dadurch bewirkt werden, dass der Antrieb 39 ausgeschaltet wird oder stromlos geschaltet wird.
Alternativ kann z.B. ein analog zu dem in 3 dargestellten Antrieb 45 ausgebildeter Antrieb eingesetzt werden. In dem Fall umfasst die Aktivierungsvorrichtung 21 auch hier den in 4 als Alternative gestrichelt dargestellten Elektromagneten 47, der dazu ausgebildet ist, die die Verformung des Reinigungselements 23b von der Grundform in die Übergangsform bewirkende erste Kraft auf den als Bestandteil des Reinigungselements 23b ausgebildeten oder an dem Reinigungselement 23b befestigten Magnet 49 auszuüben.
In Verbindung mit sich selbsttätig von der Übergangsform in die Grundform zurück verformenden Reinigungselementen 23, wie z.B. dem in 4 dargestellte Reinigungselement 23b, kann die Aktivierungseinrichtung 21 alternativ aber auch einen pneumatischen Antrieb 57 aufweisen, der dazu ausgebildet ist, die die Verformung des Reinigungselements 23, 23b von der Grundform in die Übergangsform bewirkende erste Kraft durch Druckluft, z.B. in Form eines Druckluft-Stoßes, auf das Reinigungselement 23, 23b auszuüben. Der pneumatische Antrieb 57 bietet den Vorteil, dass durch die zur Verformung des Reinigungselements 23, 23b genutzte Druckluft zugleich auch eine Druckluft-Reinigung der zu reinigenden Teilfläche 5 bzw. der beiden zur reinigenden Teilflächen 5, 19 bewirkt wird.
Der in 2 als Beispiel dargestellte pneumatische Antrieb 57 umfasst mindestens eine auf das Reinigungselement 23 ausgerichtete Düse 59, die über eine daran angeschlossene Druckluft-Zuleitung 61 an einen Druckluft-Generator 63 angeschlossen oder anschließbar ist. 2 zeigt als Beispiel zwei Düsen 59 von denen eine auf die Teilfläche 5 und die andere auf die zweite Teilfläche 19 ausgerichtet ist.
5 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem sich das Reinigungselement 23c selbsttätig von der Übergangsform in die Grundform zurück verformt. Dieses Reinigungselement 23c ist als Bimetall ausgebildet. In dem in 5 dargestellten Beispiel umfasst das Reinigungselement 23c hierzu zwei miteinander zu einem bimetallischen Element verbunden Bleche aus unterschiedlichen Werkstoffen. In Verbindung mit dem als Bimetall ausgebildeten Reinigungselement 23c umfasst die Aktivierungsvorrichtung 21 z.B. eine Erwärmungsvorrichtung 38 zur Erwärmung des Reinigungselements 23c, mittels der das in der Grundform befindliche Reinigungselements 23c derart erwärmbar ist, dass es sich in die Übergangsform verformt. Nach dem Abschalten der Erwärmungsvorrichtung 38 kühlt das Reinigungselement 23c selbsttätig wieder ab und verformt sich dabei selbsttätig wieder in die Grundform zurück. Als Erwärmungsvorrichtung 38 eignet sich z.B. eine an das Reinigungselement 23c angeschlossene Spannungsquelle U, mittels der zum Verformen des Reinigungselements 23c jeweils ein durch das Reinigungselement 23c hindurchfließender Strom I erzeugt wird, durch den sich das Reinigungselement 23c erwärmt.
Das in 5 als Beispiel dargestellte Reinigungselement 23c ist derart ausgebildet, dass dessen Reinigungskante 25 in der in Teilabbildung a) dargestellten Grundform eine gerade Linie bildet, und in der in Teilabbildung b) dargestellten Übergangsform in einem Bogen verläuft.
Auch dieses Reinigungselement 23c ist z.B. mittels einer Befestigungsvorrichtung am Sensor befestigt oder befestigbar, die zwei stabförmige Befestigungselemente 29, 31 umfasst. Die beiden Befestigungselemente 29, 31 sind derart angeordnet, dass sich das am Sensor 1 befestigte Reinigungselement 23c in der Grundform auf einer ersten Seite der zu reinigenden Teilfläche 5 befindet und in der Übergangsform auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Teilfläche 5 in dem Bogen um die Teilfläche 5 herum verläuft.
5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die beiden voneinander beabstandeten Befestigungselemente 29, 31 jeweils einen Durchtrittskanal 35 aufweisen, durch den jeweils einer der beiden äußeren Endbereiche 37 des Reinigungselements 23c hindurch verläuft. Zur Erleichterung der Verformung des Reinigungselements 23c sind die beiden Befestigungselemente 29, 31 auch hier vorzugsweise drehbar gelagert.
Die in den 3, 4 und 5 dargestellten Reinigungselemente 23a, 23b, 23c sind insb. für Sensoren 1 besonders gut geeignet, bei denen eine Wegstrecke x, die ein mittlerer Bereich der Reinigungskante 25 bei der Verformung und der Rückverformung jeweils von einer Seite der zu reinigenden Teilfläche 5 zur anderen Seite der Teilfläche 5 zurück legt vergleichsweise gering ist. Dabei ist die Wegstrecke x z.B. kleiner gleich 2 cm oder sogar kleiner gleich 1 cm und größer gleich der in dieser Richtung verlaufenden Breite der Teilfläche 5. Entsprechend weist die zu reinigende Teilfläche 5 bzw. jede der beiden zu reinigenden Teilflächen 5, 19 hier z.B. jeweils einem Durchmesser von kleiner gleich 1 cm bis 2 cm oder Seitenlängen von kleiner gleich 1 cm bis 2 cm auf.
6 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem sich das Reinigungselement 23d selbsttätig von der instabilen Übergangsform in die stabile Grundform zurück verformt. Das in 6 dargestellte Reinigungselement 23d weist hierzu einen spiralförmigen Bereich 65 auf, der als Spiralfeder ausgebildet ist, die bei jeder mittels der Aktivierungsvorrichtung 21 bewirkten Verformung des Reinigungselement 23d von der in Teilabbildung a) dargestellten Grundform in die in Teilabbildung b) dargestellte Übergangsform gespannt wird, und deren Federrückstellkraft die Rückverformung des Reinigungselements 23d in die Grundform bewirkt.
6 zeigt eine Ausführungsform, bei dem die beiden Randbereiche 33 des auch hier z.B. eine im Wesentlichen rechteckförmige Grundfläche aufweisenden Reinigungselements 23d jeweils mit einem der beiden Befestigungselemente 29, 31 verbunden sind. Dabei ist auch hier eines der beiden Befestigungselemente 29, 31 um dessen Längsachse drehbar. Der spiralförmige Bereich 65 grenzt an den mit dem drehbaren Befestigungselement 31 verbundenen Randbereich 33 des Reinigungselements 23d an. Dabei verläuft der spiralförmigen Bereich 65 spiralförmig um das drehbare Befestigungselement 31 herum und ist über einen Verbindungsbereich 67 mit dem anderen Randbereich 33 des Reinigungselements 23d verbunden.
Als Antrieb der Aktivierungseinrichtung 21 eignet sich auch hier z. B. der in 1 dargestellte elektrische Antrieb 39. In dem Fall wird die Spiralfeder gespannt, indem das drehbare Befestigungselement 31 mittels des Antriebs 39 derart gedreht wird, dass der spiralförmigen Bereich 65 auf das drehbare Befestigungselement 31 aufgewickelt wird.
Dabei sind die beiden Befestigungselemente 29, 31 hier z.B. derart angeordnet, dass sich der Verbindungsbereich 67 des unmittelbar oder durch eine entsprechende Befestigung der Reinigungsvorrichtung 3 am Sensor 1 befestigten Reinigungselements 23d bei der Verformung und bei der Rückverformung des Reinigungselements 23d jeweils über die zu reinigende Teilfläche 5 hinwegbewegt. In 5 sind die beiden Befestigungselemente 29, 31 hierzu bei am Sensor 1 befestigtem Reinigungselement 23d auf einer ersten Seite der zu reinigenden Teilfläche 5 angeordnet. Wie in Teilabbildung a) dargestellt verläuft der Verbindungsbereich 67 bei in der Grundform befindlichem Reinigungselement 23d außerhalb der ersten Teilfläche 5 auf der der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Teilfläche 5 in einem Bogen um die Teilfläche 5 herum. Ausgehend von der Grundform wird der spiralförmige Bereich 65 durch die mittels des Antriebs 39 ausgeführte Drehung des Befestigungselements 31 auf das drehbare Befestigungselement 31 aufgewickelt. Hierdurch wird die Spiralfeder gespannt und der Verbindungsbereich 67 derart verkürzt, dass er sich über die zu reinigende Teilfläche 5 hinwegbewegt. Diese Drehung wird solange ausgeführt, bis das Reinigungselement 23d die in Teilabbildung b) dargestellte Übergangsform erreicht, in der sich der Verbindungsbereich 67 auf der ersten Seite der Teilfläche 5 außerhalb der Teilfläche 5 befindet. Nach dem Erreichen der Übergangsform wird der Antrieb 39 von dem drehbaren Befestigungselement 31 entkoppelt und das Reinigungselement 23c springt aufgrund der Rückstellkraft der gespannten Spiralfeder selbsttätig wieder in dessen Grundform zurück. Das Entkoppeln bewirkt auch hier, dass das Befestigungselement 31 frei drehbar ist, und kann z.B. dadurch bewirkt werden, dass der Antrieb 29 ausgeschaltet wird oder stromlos geschaltet wird.
7 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem sich das Reinigungselement 23e selbsttätig von der instabilen Übergangsform in die stabile Grundform zurück verformt. Dieses Reinigungselement 23e ist als Biegefeder ausgebildet. Insoweit weist das Reinigungselement 23e z.B. eine rechteckige Grundfläche auf, die in der mechanisch stabilen Grundform derart gekrümmt ist, dass die bei am Sensor 1 befestigtem Reinigungselement 23e in der Grundform auf einer ersten Seite der Teilfläche 5 außerhalb der Teilfläche 5 an der Außenfläche 7 des Sensors 1 und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung 3, insb. des Aufsatzes 18, anliegende Reinigungskante 25 in einem Bogen um die Teilfläche 5 herum verläuft. Bei der Verformung von der Grundform in die Übergangsform wird die Krümmung des Reinigungselements 23e derart reduziert, dass die Reinigungskante 25 in der Übergangsform auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Teilfläche 5 außerhalb der Teilfläche 5 an der Außenfläche 7 des Sensors 1 und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung 3, insb. des Aufsatzes 18, anliegt.
Auch dieses Reinigungselement 23e ist mittels einer Befestigungsvorrichtung am Sensor 1 befestigt, die zwei stabförmige Befestigungselemente 29, 69 umfasst. Die beiden Befestigungselemente 29, 69 sind voneinander beabstandet und bei am Sensor 1 befestigtem Reinigungselement 23e auf der zweiten Seite der zu reinigenden Teilfläche 5 angeordnet. Das Reinigungselement 23e umfasst auch hier zwei einander gegenüberliegende Randbereiche 33, von denen einer mit dem ersten Befestigungselement 29 verbunden ist. Die beiden Randbereiche 33 sind über einen Verbindungsbereich 71 des Reinigungselements 23e miteinander verbunden. Der Verbindungsbereich 71 verläuft in der Grundform in dem Bogen um die Teilfläche 5 herum und erstreckt sich durch einen in senkrecht zur Längsachse des zweiten Befestigungselements 69 durch das zweite Befestigungselement 69 hindurch verlaufenden Durchtrittskanal 73 hindurch.
Das zweite Befestigungselement 69 ist um dessen Längsachse drehbar am Sensor 1 oder an der Reinigungsvorrichtung 3, insb. an dem Aufsatz 18, befestigt und die Aktivierungsvorrichtung 21 ist dazu ausgebildet, den Reinigungsvorgang derart zu bewirken, dass das zweite Befestigungselement 69 derart um dessen Längsachse gedreht wird, dass sich ein in der Grundform zwischen den beiden Befestigungselementen 29, 69 angeordneter Abschnitt des Verbindungsbereichs 71 durch den Durchtrittskanal 73 hindurch schiebt. Hierzu weist die Aktivierungsvorrichtung 21 z.B. den in 1 dargestellten Antrieb 39 auf, mittels dessen die Drehung des zweiten Befestigungselements 69 bewirkbar ist.
Durch das mittels der Aktivierungsvorrichtung 21 bewirkte Hindurchschieben des Reinigungselements 23e durch den Durchtrittskanal 73 verformt sich das Reinigungselement 23e in die Übergangsform. Da sich das Reinigungselement 23e in der Grundform in dessen mechanisch stabilen Zustand befindet, verhält es sich in der Übergangsform wie eine gespannte Biegefeder, die bestrebt ist, sich selbsttätig wieder in die gekrümmte Grundform zurückzuverformen. Insoweit ist die Aktivierungsvorrichtung 21 auch hier z.B. derart ausgebildet, dass der Antrieb 29 nach dem Erreichen der Übergangsform von dem zweiten Befestigungselement 69 entkoppelt wird, so dass das zweite Befestigungselement 69 bei jeder Rückverformung frei drehbar ist.
Die in den 6 und 7 dargestellten Reinigungselemente 23d, 23e sind insb. für Sensoren 1 besonders gut geeignet, bei denen die Wegstrecke x, die der mittlere Bereich der Reinigungskante 25 bei der Verformung und der Rückverformung jeweils von einer Seite der zu reinigenden Teilfläche 5 zur anderen Seite der Teilfläche 5 zurück legt vergleichsweise groß ist. Dabei ist die Wegstrecke x z.B. kleiner gleich 4 cm und größer gleich der in dieser Richtung verlaufenden Breite der Teilfläche 5. Entsprechend weist die zu reinigende Teilfläche 5 bzw. jede der beiden zu reinigenden Teilflächen 5, 19 hier z.B. jeweils einem Durchmesser von kleiner gleich 4 cm oder Seitenlängen von kleiner gleich 4 cm auf.
Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen sind die Reinigungselemente 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e der hier beschriebenen Reinigungsvorrichtungen 3 z.B. derart ausgebildet, dass sie eine oder mehrere über deren Fläche verteilt angeordnete Durchtrittsöffnungen 75 aufweisen. Beispiele hierzu sind in 1 gestrichelt dargestellt. Die Durchtrittsöffnungen 75 bieten bei mit dem Medium in Kontakt stehenden Sensoren 1 den Vorteil, dass das an das Reinigungselement 23 angrenzende Medium bei jeder Verformung und jeder Rückverformung durch das Reinigungselement 23 hindurchtreten kann.
Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen können die hier beschriebenen Reinigungsvorrichtungen 3 z.B. mindestens eine, jeweils an einem an die Reinigungskante 25 oder die zweite Reinigungskante 27 angrenzen Bereich des Reinigungselements 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e angebrachte Reinigungslippe 77 aufweisen. 7 zeigt hierzu ein Beispiel, bei dem die Reinigungslippe 77 auf einer an die Reinigungskante 25 angrenzenden, senkrecht zur Reinigungskante 25 verlaufenden Außenfläche des Reinigungselements 23e angeordnet ist. 8 zeigt eine Schnittzeichnung des an die Reinigungskante 25 oder die zweite Reinigungskante 27 angrenzenden Bereichs des Reinigungselements 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e und die auf der Außenfläche dieses Bereichs angebrachte Reinigungslippe 77. Analog kann auch auf der gegenüberliegenden Außenfläche dieses Bereichs eine in 8 als Option gestrichelt dargestellte Reinigungslippe 77 angeordnet sein. Als Reinigungslippen 77 eignen sich z.B. Lippen aus einem Kunststoff oder aus einem Elastomer, wie z.B. einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Die Reinigungslippen 77 können z.B. als Beschichtung auf das Reinigungselement 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e aufgebracht sein oder als an dem Reinigungselement 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e befestigte, z.B. aufgeklebte, Formteile ausgebildet sein. Eine weitere Alternative besteht darin, die Reinigungslippen 77 als Spritzgussteil auszubilden. Derartige Reinigungslippen 77 werden z.B. hergestellt, indem die jeweilige Reinigungskante 25, 27 des jeweilige Reinigungselements 23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e in einem Spritzgussverfahren umspritzt wird.
Bezugszeichenliste:

1: Sensor
3: Reinigungsvorrichtung
5: Teilfläche
7: Außenfläche
9: Fenster
11: Strahlungsquelle
13: Detektor
15: Messelektronik
17: Ausnehmung
18: Aufsatz
19: Zweite Teilfläche
21: Aktivierungsvorrichtung
23: Reinigungselement
25: Reinigungskante
27: Zweite Reinigungskante
29: Befestigungselement
31: Befestigungselement
33: Randbereich
35: Durchtrittskanal
37: Endbereiche
38: Erwärmungsvorrichtung
39: Antrieb
41: Sensorgehäuse
43: Welle
45: Antrieb
47: Elektromagnet
49: Magnet
51: Zweiter Elektromagnet
53: Mittlerer Bereich
55: Übergangsbereich
57: Pneumatischer Antrieb
59: Düse
61: Druckluft-Zuleitung
63: Druckluft-Generator
65: Spiralförmiger Bereich
67: Verbindungsbereich
69: Zweites Befestigungselement
71: Verbindungsbereich
73: Durchtrittskanal
75: Durchtrittsöffnungen
77: Reinigungslippe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011978617 A1 [0006]

Claims

Reinigungsvorrichtung (3) zur Reinigung zumindest einer Teilfläche (5) einer Außenfläche (7) eines Sensors (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (3) eine Aktvierungsvorrichtung (21) und ein mittels der Aktivierungsvorrichtung (21) reversibel von einer Grundform in eine Übergangsform verformbaren Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e) umfasst, wobei das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e) eine Reinigungskante (25) aufweist, und wobei das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e) derart ausgebildet und am Sensor (1) befestigt oder befestigbar ist, dass die Reinigungskante (25) an die Außenfläche (7) des Sensors (1) und/oder eine Außenfläche der Reinigungsvorrichtung (3) angrenzt und bei jeder Verformung des Reinigungselements (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e) von der Grundform in die Übergangsform über die Teilfläche (5) der Außenfläche (7) hinwegschabt.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1, zur Reinigung zumindest einer Teilfläche (5) einer Außenfläche (7) eines Sensors (1), bei dem die Außenfläche (7) an eine zur Umgebung hin offene Ausnehmung (17) des Sensors (1) angrenzt, und auf einer der Außenfläche (7) gegenüberliegenden Seite der Ausnehmung (17) eine zweite Außenfläche des Sensors (1) angeordnet ist, wobei die zweite Außenfläche eine der Teilfläche (5) gegenüberliegende zweite Teilfläche (19) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e) eine zweite Reinigungskante (27) aufweist und derart ausgebildet und am Sensor (1) befestigt oder befestigbar ist, dass die zweite Reinigungskante (27) an der zweiten Außenfläche (7) des Sensors (1) und/oder einer weiteren Außenfläche der Reinigungsvorrichtung (3) anliegt und bei jeder Verformung des Reinigungselements (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e) von der Grundform in die Übergangsform über die zweite Teilfläche (19) hinweg schabt.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e): eine oder mehrere über dessen Grundfläche verteilt angeordnete Durchtrittsöffnungen (75) aufweist, als Bimetall, als metallisches Blech oder als Federstahl-Blech ausgebildet ist, als ein durch Prägen oder Umformen aus einem planaren und/oder rechteckscheibenförmigen Ausgangsblech hergestelltes Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23d, 23e) ausgebildet ist, als metallisches Blech oder als Federstahl-Blech mit einer Blechdicke von 0,1 mm bis 0,5 mm ausgebildet ist, und/oder in senkrecht zur Reinigungskante (25) verlaufender Richtung eine Höhe von 3 mm bis 10 mm aufweist.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23d, 23e) derart ausgebildet ist, dass dessen Verformung von der Grundform in die Übergangsform und/oder dessen Rückverformung von der Übergangsform in die Grundform zumindest teilweise durch Beulen erfolgt und/oder zumindest teilweise sprungartig erfolgt.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e): derart ausgebildet ist, dass es sich in der Grundform und in der Übergangsform jeweils in einem mechanisch stabilen Zustand befindet, oder derart ausgebildet ist, dass es sich in der Grundform in einem mechanisch stabilen Zustand befindet, und dass es sich in der Übergangsform in einem mechanisch instabilen Zustand befindet, aus dem es sich selbsttätig in die Grundform zurückverformt.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsvorrichtung (21) dazu ausgebildet ist, einen Reinigungsvorgang zu bewirken, bei dem das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23d, 23e) durch eine von der Aktivierungsvorrichtung (21) auf das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23d, 23e) ausgeübte erste Kraft von der Grundform in die Übergangsform überführt wird, und sich das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23d, 23e) entweder selbsttätig von der Übergangsform in die Grundform zurück verformt oder durch eine von der Aktivierungsvorrichtung (21) auf das Reinigungselement (23a) ausgeübte zweite Kraft von der Übergangsform in die Grundform überführt wird.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (3) zwei stabförmige Befestigungselemente (29, 31) umfasst, an jedem Befestigungselement (29, 31) jeweils einer der beiden einander gegenüberliegenden äußeren Randbereiche (33) des Reinigungselements (23, 23a, 23b, 23d) befestigt ist, und die Aktivierungsvorrichtung (21): a) einen Antrieb (39) umfasst, der dazu ausgebildet ist, die erste Kraft oder die erste und die zweite Kraft jeweils durch eine mittels des Antriebs (39) bewirkbare Drehung eines der beiden Befestigungselemente (31) um dessen senkrecht zur Außenfläche (7) des Sensors (1) verlaufende Längsachse auf das Reinigungselement (23, 23a, 23b, 23d) auszuüben, oder b) einen Antrieb (45) aufweist, der mindestens einen Elektromagneten (47, 51) umfasst und dazu ausgebildet ist, die erste Kraft oder die erste und die zweite Kraft jeweils in Form einer durch den Elektromagnet (47) oder einen der Elektromagnete (47, 51) auf einen als Bestandteil des Reinigungselements (23a, 23b) ausgebildeten oder an dem Reinigungselement (23a, 23b) befestigten Magnet (49) ausgeübten magnetischen Kraft auf das Reinigungselement (23a, 23b) auszuüben.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (23, 23b) derart ausgebildet ist, dass es sich in der Grundform in einem mechanisch stabilen Zustand befindet und dass es sich in der Übergangsform in einem mechanisch instabilen Zustand befindet, aus dem es sich selbsttätig in die Grundform zurückverformt, und die Aktivierungsvorrichtung (21) einen pneumatischen Antrieb (57) umfasst, der: dazu ausgebildet ist, die die Verformung des Reinigungselements (23, 23b) von der Grundform in die Übergangsform bewirkende erste Kraft durch Druckluft auf das Reinigungselement (23, 23b) auszuüben, und/oder mindestens eine auf das Reinigungselement (23, 23b) ausgerichtete Düse (59) umfasst, die über eine daran angeschlossene Druckluft-Zuleitung (61) an einen Druckluft-Generator (63) angeschlossen oder anschließbar ist.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (23a): in der Grundform in eine erste Richtung derart gewölbt ist, dass die Reinigungskante (25) bei am Sensor (1) befestigtem Reinigungselement (23a) entlang einer auf einer ersten Seite der Teilfläche (5) außerhalb der Teilfläche (5) verlaufenden Linie auf der Außenfläche (7) des Sensors (1) und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung (3) aufliegt, und in der Übergangsform in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung derart gewölbt ist, dass die Reinigungskante (25) bei am Sensor (1) befestigtem Reinigungselement (23a) entlang einer auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Teilfläche (5) außerhalb der Teilfläche (5) verlaufenden Linie auf der Außenfläche (7) des Sensors (1) und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung (3) aufliegt.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (23b) als gemäß dem Funktionsprinzip eines Knackfroschs verformbares Element ausgebildet ist, und/oder derart ausgebildet ist, dass es sich in der Grundform in einem mechanisch stabilen Zustand befindet, dass es ausgehend von der Grundform durch Beulen in die mechanisch instabile Übergangsform verformbar ist, und dass es ausgehend von der Übergangsform selbsttätig in die Grundform zurückspringt.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass: die beiden einander gegenüberliegenden äußeren Randbereiche (33) des Reinigungselements (23b) jeweils an einem von zwei voneinander beabstandeten, stabförmigen Befestigungselementen (29, 31) befestigt sind, und das Reinigungselement (23b) einen zwischen den beiden Randbereichen (33) angeordneten, mittleren Bereich (53) aufweist, wobei der mittlere Bereich (53) zu beiden Seiten jeweils über einen mehrfach gekrümmten Übergangsbereich (55) mit einem der beiden Randbereiche (33) verbunden ist.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (23d) einen spiralförmigen Bereich (65) aufweist, der als Spiralfeder ausgebildet ist, die bei jeder Verformung des Reinigungselements (23d) von der Grundform in die Übergangsform gespannt wird, und deren Federrückstellkraft die Rückverformung des Reinigungselements (23c) in die Grundform bewirkt.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (23d) zwei einander gegenüberliegende Randbereiche (33) aufweist, die jeweils mit einem Befestigungselement (29, 31) verbunden sind, eines der beiden Befestigungselemente (29, 31) um dessen senkrecht zur Reinigungskante (25) des Reinigungselement (23d) verlaufende Längsachse drehbar ist, der spiralförmige Bereich (65) an den mit dem drehbaren Befestigungselement (31) verbundenen Randbereich (33) des Reinigungselements (23d) angrenzt, das drehbare Befestigungselement (31) spiralförmig umgibt und über einen Verbindungsbereich (67) mit dem anderen Randbereich (33) des Reinigungselements (23d) verbunden ist, die Aktivierungseinrichtung (21) einen Antrieb (39) aufweist, der dazu ausgebildet ist, jede Verformung des Reinigungselements (23d) von der Grundform in die Übergangsform jeweils durch Drehen des drehbaren Befestigungselements (31) zu bewirken, und die beiden Befestigungselemente (29, 31) bei am Sensor (1) befestigtem Reinigungselement (23d) derart angeordnet sind, dass sich der Verbindungsbereich (67) bei jeder Verformung und bei jeder Rückverformung des Reinigungselements (23d) jeweils über die zu reinigende Teilfläche (5) hinwegbewegt.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass: das Reinigungselement (23e) als Biegefeder ausgebildet ist, und/oder eine rechteckige Grundfläche aufweist, die in der mechanisch stabilen Grundform derart gekrümmt ist, dass die bei am Sensor (1) befestigtem Reinigungselement (23e) an der Außenfläche (7) des Sensors (1) und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung (3) anliegende Reinigungskante (25) auf einer ersten Seite der Teilfläche (5) außerhalb der Teilfläche (5) in einem Bogen um die Teilfläche (5) herum verläuft, und deren Krümmung bei der Verformung von der Grundform in die mechanische instabile Übergangsform derart reduziert wird, dass die Reinigungskante (25) bei am Sensor (1) befestigtem Reinigungselement (23e) in der Übergangsform auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Teilfläche (5) außerhalb der Teilfläche (5) an der Außenfläche (7) des Sensors (1) und/oder der Außenfläche der Reinigungsvorrichtung (3) anliegt, die Reinigungsvorrichtung (3) ein erstes Befestigungselement (29) und ein zweites Befestigungselement (69) umfasst, die bei am Sensor (1) befestigtem Reinigungselement (23e) auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der zu reinigenden Teilfläche (5) angeordnet sind, wobei das zweite Befestigungselement (69) um dessen Längsachse drehbar ist, das Reinigungselement (23e) zwei über einen Verbindungsbereich (71) miteinander verbundene Randbereiche (33) umfasst, von denen einer der mit ersten Befestigungselement (29) verbunden ist, der Verbindungsbereich (71) sich durch einen in senkrecht zur Längsachse des zweiten Befestigungselements (69) durch das zweite Befestigungselement (69) hindurch verlaufenden Durchtrittskanal (73) hindurch erstreckt, und die Aktivierungsvorrichtung (21) dazu ausgebildet ist, die Verformung des Reinigungselements (23e) von der Grundform in die Übergangsform derart zu bewirken, dass das zweite Befestigungselement (69) derart um dessen Längsachse gedreht wird, dass sich ein in der Grundform zwischen den beiden Befestigungselementen (29, 69) angeordneter Abschnitt des Verbindungsbereichs (71) durch den Durchtrittskanal (73) hindurch schiebt.
Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (23c) ist als Bimetall ausgebildet, und die Aktivierungsvorrichtung (21) eine Erwärmungsvorrichtung (38) zur Erwärmung des Reinigungselements (23c) umfasst, mittels der das in der Grundform befindliche Reinigungselements (23c) derart erwärmbar ist, dass sich das Reinigungselement (23c) durch die Erwärmung von der Grundform in die Übergangsform verformt und nach einem Abschalten der Erwärmungsvorrichtung (38) wieder abkühlt und sich selbsttätig in die Grundform zurückverformt.
Reinigungsvorrichtung (3), gemäß Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an einem an die Reinigungskante (25) angrenzen Bereich des Reinigungselements (23, 23a, 23b, 23c, 23d, 23e) und/oder an einem an die zweite Reinigungskante (27) angrenzen Bereich des Reinigungselements (23, 23a, 23b, 23c, 23d) jeweils mindestens eine Reinigungslippe (77) angeordnet ist.
Messeinrichtung mit einer Reinigungsvorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung den Sensor (1) umfasst, und die Reinigungsvorrichtung (3) entweder als vom Sensor (1) getrennte Vorrichtung ausgebildet ist, die permanent oder lösbar am Sensor (1) montiert ist, oder mindestens eine Komponente umfasst, die im oder am Sensor (1) angeordnet ist und/oder im Sensor (1) integriert ist.