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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse, insbesondere ein Feldgerätegehäuse sowie ein Feldgerät der Automatisierungstechnik.
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In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisierungstechnik, werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Bestimmung, Optimierung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Feldgeräten also auch Remote I/Os bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
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Derartige Feldgeräte weisen immer ein Feldgerätegehäuse auf, welches, je nach Einsatzbereich, auch aus einem Kunststoff, insbesondere Polycarbonat (PC) gefertigt sein kann. Nachteilig an derartigen Gehäusen aus Kunststoff ist, dass diese oftmals eine Schlagfestigkeitsprüfung gemäß den Angaben in der internationalen Norm IEC 60079-0 (Ausgabe 13.12.2017) nicht bestehen.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein aus einem Kunststoff gefertigtes Gehäuse vorzuschlagen, welches die Schlagfestigkeitsprüfung gemäß den Angaben in der internationalen Norm IEC 60079-0 (Ausgabe 13.12.2017) besteht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Gehäuse gemäß Patentanspruch 1 und das Feldgerät der Automatisierungstechnik gemäß Patentanspruch 8.
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Das erfindungsgemäße Gehäuse, insbesondere Feldgerätegehäuse, Vorrichtung umfasst einen Gehäusekörper, welcher einen Innenraum ausbildet und welcher aus einem Kunststoff, insbesondere Polycarbonat ausgebildet ist, wobei der Gehäusekörper zumindest abschnittsweise eine im Wesentliche zylindrischen Bereich aufweist, der zumindest einen Teil eines Innenraumes zur Aufnahme einer Elektronik, insbesondere einer Feldgeräteelektronik ausbildet, wobei der Gehäusekörper ferner einen zylindrischen Kanal zum Einführen einer elektrischen Leitung in den Innenraum aufweist, wobei der zylindrische Kanal derartig an dem Gehäusekörper angeordnet ist, dass eine Rotationsachse des zylindrischen Kanals zu einer Längsachse des zylindrischen Bereichs, vorzugsweise um 90°, geneigt ist, wobei der zylindrische Kanal ferner derartig ausgebildet ist, dass dieser zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig, über eine zylindrische Außenkontur des zylindrischen Bereichs heraussteht, und wobei ferner zumindest teilweise ein hülsenförmiges metallisches Verstärkungselement in den zylindrischen Kanal eingebracht ist, wobei das hülsenförmige Verstärkungselement derartig ausgelegt und auf den zylindrischen Kanal abgestimmt ist, dass bei Durchführung einer Schlagfestigkeitsprüfung gemäß den Angaben in der internationalen Norm IEC 60079-0 (Ausgabe 13.12.2017), bei der eine Prüfmasse, insb. eine Halbkugel, aus gehärtetem Stahl mit einer definierten Masse, insb. einer Masse von mindestens 0,5 kg, aus einer definierten Höhe, insb. einer Höhe von mindestens 0,5 m, auf den zylindrischen Kanal herabgefallen lassen wird, keine Beschädigungen, insb. Risse o.ä., an dem zylindrischen Kanal entstehen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuses sieht vor, dass das hülsenförmige Verstärkungselement eine Mindestwandstärke von 0,5 mm, vorzugsweise von 0,8 mm, besonders bevorzugt von 1 mm aufweist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuses sieht vor, dass das hülsenförmige Verstärkungselement eine Mindestlänge von 40 mm, vorzugsweise von 45 mm, besonders bevorzugt von 50 mm aufweist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuses sieht vor, dass das hülsenförmige Verstärkungselement aus Kunststoff oder Metall ausgebildet ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuses sieht vor, dass der zylindrische Kanal endseitig, vorzugsweise beidseitig, ein Innengewinde, vorzugsweise ein M20-Innengewinde, zum Anschluss eines externen Anschlusselementes, insbesondere einer Kabelverschraubung aufweist, wobei das Innengewinde und das hülsenförmige Verstärkungselement derartig ausgeführt sind, dass das hülsenförmige Verstärkungselement in ein Ende des Innengewindes und das externe Anschlusselement in ein anderes Ende des Innengewindes einschraubbar ist und wobei das hülsenförmige Verstärkungselement in das Ende des Innengewindes eingeschraubt ist.
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Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuses sieht vor, dass das hülsenförmige Verstärkungselement in den zylindrischen Kanal eingeklemmt ist.
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Eine weitere alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuses sieht vor, dass zumindest der zylindrische Kanal, vorzugsweise das gesamte Gehäuse um das hülsenförmige Verstärkungselement gespritzt ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Feldgerät der Automatisierungstechnik mit einem Gehäuse, insbesondere einem Feldgerätegehäuse gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1: eine schematische Darstellung eines Feldgerätes der Automatisierungstechnik, und
- 2: eine Schnittdarstellung durch ein Feldgerät der Automatisierungstechnik im Bereich des zum Anschluss bzw. Einführen einer elektrischen Leitung dienenden zylindrischen Kanals.
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1 skizziert einen üblichen Aufbau eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik 1. Das Feldgerät 1 weist ein, aus einem Kunststoff, insbesondere Polycarbonat (PC) hergestelltes Gehäuse 1.1 mit einem Gehäusekörper 1.4 auf, welcher einen Innenraum 1.3 umschließt. Üblicherweise umfasst das Gehäuse einen Gehäusedeckel 1.2, der auf bzw. an dem Gehäusekörper 1.4 befestigt ist, z.B. durch Aufschrauben. Ferner umfasst der Gehäusekörper 1.4 einen im Wesentlichen zylindrischen Bereich 1.5, der zumindest einen Teil des Innenraums 1.3 ausbildet. Ergänzend umfasst das Feldgerät 1 ferner ein an oder in dem Gehäuse 1.1 angeordnetes Sensor- und/oder Aktorelement 5 zum Stellen und/oder Erfassen einer Prozessgröße sowie eine in dem Innenraum 1.3 eingebrachte elektronische Feldgeräteelektronik 4, die unter anderem dazu ausgebildet ist, das Sensor- und/oder Aktorelement 5 zu betreiben.
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Um eine Bedienung/Parametrierung des Feldgerätes 1 zu ermöglichen und/oder Information, z.B. betreffend der zu erfassenden oder zu stellenden Prozessgröße, anzuzeigen, kann das Feldgerät 1 eine Bedien- und/oder Anzeigenelement 2 aufweisen. Das Bedien- und/oder Anzeigenelement 2 kann, wie in 1 skizziert, in einer Gehäusewandung des Gehäusekörpers 1.4 oder in den Gehäusedeckel 1.2 des Feldgerätes eingelassen sein. Alternativ kann das Bedien- und/oder Anzeigenelement 2 auch auf einer Außenseite der Gehäusewand befestigt sein. In dem Fall, dass das Feldgerät 1 ein Bedien- und/oder Anzeigenelement 2 aufweist, kann die Feldgeräteelektronik 4 auch dazu eingerichtet sein, das Bedien- und/oder Anzeigenelement 2 entsprechend anzusteuern bzw. zu betreiben.
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Das Feldgerätegehäuse 1.1 umfasst ferner einen zylindrischen Kanal 1.6 zum Einführen einer elektrischen Leitung in den Innenraum des Gehäuses, so dass die elektrische Leitung an die im Innenraum 1.3 angeordnete Feldgeräteelektronik 4 angeschlossen werden kann. Der zylindrische Kanal 1.6 ist dabei derartig an dem Gehäusekörper 1.4 angeordnet bzw. angebracht, dass eine Rotationsachse des zylindrischen Kanals 1.7 zu einer Längsachse des zylindrischen Bereichs 1.8 geneigt ist. Üblicherweise ist der zylindrische Kanal 1.6 derartig an dem Gehäusekörper 1.4 angeordnet bzw. angebracht, dass die Rotationsachse des zylindrischen Kanals 1.7 zu einer Längsachse des zylindrischen Bereichs um 90° geneigt ist. Dies bedeutet, dass der zylindrische Kanal 1.6 im Prinzip quer zu der Längsachse des zylindrischen Bereichs 1.8 verläuft. Der zylindrische Kanal 1.6 ist ferner derartig ausgebildet, dass dieser zumindest an einer ersten Stirnseite 1.61 über die eigentlich zylindrische Außenkontur des zylindrischen Bereichs 1.5 hinaussteht, wie dies aus 2 ersichtlich wird. Ergänzend kann der zylindrische Kanal 1.6 auch an einer der ersten Stirnseite 1.61 gegenüberliegenden Stirnseite 1.62 über die eigentlich zylindrische Außenkontur des zylindrischen Bereichs 1.5 hinausstehen.
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Optional kann der zylindrische Kanal 1.6 an einer oder beiden Stirnseiten 1.61, 1.62 ein Innengewinde 1.10 zum Anschluss jeweils eines externen Anschlusselementes 6 aufweisen. In dem 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der zylindrische Kanal 1.6 an beiden Stirnseiten 1.61, 1.62 ein Innengewinde 1.10 auf. Das Innengewinde 1.10 ist vorzugsweise als M20-Innengewinde ausgeführt, so dass bspw. ein entsprechend ausgebildetes M20-Anschlusselement 6 einschraubbar ist. Bei dem Anschlusselement 6 handelt es sich vorzugsweise um eine Kabelverschraubung, insb. eine M20-Kabelverschraubung, durch die die elektrische Leitung über den zylindrischen Kanal 1.6 in den Innenraum 1.3 geführt wird bzw. ist. An dem anderen Ende 1.62 des zylindrischen Kanals 1.6 ist ein Verschlusselement 6 als Anschlusselement eingeschraubt.
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Erfindungsgemäß ist ein hülsenförmiges metallisches Verstärkungselement 1.11 in den zylindrischen Kanal 1.6 eingebracht. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das hülsenförmige Verstärkungselement 1.11 auf noch näher zu beschreibende Art in den zylindrischen Kanal 1.6 eingeschraubt. Ferner ist das hülsenförmige metallische Verstärkungselement 1.11 vorzugsweise derartig dimensioniert, dass es durch den ganzen zylindrischen Kanal, d.h. von dem Innengewinde 1.10 der ersten Stirnseite 1.61 zu dem Innengewinde 1.10 der zweiten Stirnseite 1.62 führt. Grundsätzlich muss das Verstärkungselement 1.11 aber nicht durch den ganzen zylindrischen Kanal 1.6 geführt sein, sondern kann auch so dimensioniert sein, dass es nur teilweise durch den zylindrischen Kanal 1.6 verläuft. Das hülsenförmige Verstärkungselement 1.11 ist derartig ausgelegt und auf den zylindrischen Kanal 1.6, insb. dessen Wandstärke, abgestimmt, dass bei Durchführung einer Schlagfestigkeitsprüfung gemäß den Angaben in der internationalen Norm IEC 60079-0 (Ausgabe 13.12.2017) keine Beschädigungen, insb. Risse o.ä., an dem zylindrischen Kanal entstehen.
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Die internationalen Norm IEC 60079-0 (Ausgabe 13.12.2017) sieht hierbei für die Schlagfestigkeitsprüfung vor, dass eine Prüfmasse aus gehärtetem Stahl mit einer definierten Masse aus einer definierten Höhe auf den zylindrischen Kanal (oder ggfl. auch auf das externe Anschlusselement, welches an den zylindrischen Kanal 1.6 angeschraubt ist) herabgefallen lassen wird. Konkret sieht die Norm bspw. vor, dass eine Halbkugel mit einer Masse von mindestens 0,5 kg aus einer Höhe von mindestens 0,5 m auf den zylindrischen Kanal (oder ggfl. auf das angeschraubte externe Anschlusselement) herabgefallen lassen wird.
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Das hülsenförmige Verstärkungselement 1.11 ist vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall ausgebildet. Ergänzend oder alternativ kann es derartig ausgebildet sein, dass es eine Mindestwandstärke von 0,5 mm, vorzugsweise von 0,8 mm, besonders bevorzugt von 1 mm und/oder eine Mindestlänge von 40 mm, vorzugsweise von 45 mm, besonders bevorzugt von 50 mm aufweist.
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Das Verstärkungselement 1.11 und das Innengewinde 1.10 des zylindrischen Kanals 1.6 können derartig aufeinander abgestimmt und ausgeführt sein, dass das hülsenförmige Verstärkungselement 1.11 in ein Ende des Innengewindes 1.10 und das externe Anschlusselement 6 in ein anderes Ende des (selben) Innengewindes 1.10 einschraubbar ist. Dies bedeutet, dass das Innengewinde 1.10 im Vergleich zu einem Feldgerät 1 mit einem zylindrischen Kanal 1.6 ohne Verstärkungselement ein längeres Innengewinde 1.10 aufweist.
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Wie bereits erwähnt, ist das hülsenförmige Verstärkungselement 1.11 in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel in den zylindrischen Kanal 1.6 eingeschraubt. Alternativ kann das hülsenförmige Verstärkungselement 1.11 aber auch derartig ausgeführt sein, dass es in den zylindrischen Kanal 1.6 einklemmbar ist. Eine weitere Alternative kann vorsehen, dass zumindest der zylindrische Kanal, vorzugsweise das gesamte Gehäuse um das hülsenförmige Verstärkungselement gespritzt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Feldgerät
- 1.1
- Feldgerätegehäuse
- 1.2
- Deckel des Feldgerätegehäuse
- 1.3
- Innnenraum des Feldgerätes
- 1.4
- Gehäusekörper
- 1.5
- Zylindrischer Bereich
- 1.6
- Zylindrischer Kanal zum Einführen einer elektrischen Leitung
- 1.61
- Erste Stirnseite des zylindrischen Kanals
- 1.62
- Zweite Stirnseite des zylindrischen Kanals
- 1.7
- Rotationsachse des zylindrischen Kanals
- 1.8
- Längsachse des zylindrischen Bereichs
- 1.9
- Winkel
- 1.10
- Innengewinde
- 1.11
- hülsenförmiges metallisches Verstärkungselement
- 2
- Bedien- und/oder Anzeigenelement
- 2.1
- Bildfläche
- 3
- Mechanisch betätigbare Einrichtung
- 3.1
- Abdeckkappe
- 3.2
- Öffnung der Abdeckkappe
- 3.3
- Einstellposition
- 4
- Elektronik bzw. elektronische Schaltung
- 5
- Sensor- und/oder Aktorelement
- 6
- Anschlusselement
