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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensoradapter zum Montieren eines Sensors an einer Halterung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein gattungsgemäßer Sensoradapter weist einen Adapterkörper mit einem Durchgangskanal zum fluiddichten Aufnehmen einer Anschlussleitung für den Sensor auf.
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Sensoradapter der genannten Art werden vorrangig in Geräten und Anlagen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eingesetzt.
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Eine grundlegende Aufgabenstellung besteht hierbei darin, einerseits eine besonders zuverlässige Halterung des Sensors zu gewährleisten und andererseits eine gute Reinigbarkeit der mechanischen Anordnung zu erreichen. Problematisch sind dabei Halterungen mit vielen Spalten, Ecken und Vertiefungen, die aufgrund von Hygienevorschriften im Lebensmittelbereich nicht verwendet werden dürfen. Eine Reinigung ist hier nicht oder nur nach weitgehender Demontage der Halterung möglich.
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Bei verschiedenen Anwendungen werden die elektrischen Kabel und Leitungen in stabilen Rohren verlegt, die als Sensorträger oder Sensorhalterungen verwendet werden. Bekannte Adaptierungsmöglichkeiten sind hier Kleben, Schweißen oder Verschrauben. Sämtliche dieser Technologien haben Nachteile, wie Nichtaustauschbarkeit bei Störungen, oder sind ungeeignet für den Einsatz im Lebensmittel- beziehungsweise Pharmabereich. In vielen Fällen ist auch eine hygienische Reinigung nicht möglich oder beim Reinigen kommt es zum Austritt von Schadstoffen in Verbindung mit der Zerstörung von Fügestellen.
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Eine Halterung für einen Näherungsschalter, die für Anwendungen in hygienisch anspruchsvollen Bereichen geeignet ist, ist in
DE 10 2008 019 697 A1 beschrieben. Um eine fluiddichte Anordnung der sensiblen Sensorkomponenten zu erzielen, wird dort auf ein Gehäuse des Sensors ein Hohlkörper ganz oder teilweise aufgesetzt, der wasser- und/oder luftdicht mit dem Gehäuse abschließt, wobei außerdem durch den Hohlkörper der Übergangsbereich einer Anschlussleitung in das Innere des Sensorgehäuses verschlossen ist und die Anschlussleitung außerdem im Inneren des Hohlkörpers verläuft.
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Als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann angesehen werden, einen Sensoradapter zum Montieren eines Sensors an einer Halterung zu schaffen, bei dem einerseits die Anforderungen für den Einsatz in hygienisch anspruchsvollen Bereichen erfüllt werden und andererseits die Einbaumöglichkeiten besonders variabel gestaltet werden können.
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Diese Aufgabe wird durch den Sensoradapter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Sensoradapters sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden außerdem in der nachfolgenden Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren, beschrieben.
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Der Sensoradapter der oben genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass der Adapterkörper mindestens eine der folgenden Verbindungskomponenten a) bis c) aufweist: a) eine Klemmverbindung zum Herstellen einer dichtenden Verbindung zwischen einem Rohransatz und einem in den Rohransatz hineinragenden Schraubansatz, wobei auf den Schraubansatz ein Klemmstück aufschraubbar ist, welches sich beim Schließen der Klemmverbindung, insbesondere beim Aufschrauben auf den Schraubansatz, radial ausdehnt und an eine Innenseite des Rohransatzes drückt, oder b) eine Kugelgelenkverbindung mit einem Kugelelement und einem Pfannenelement, wobei zum Erzielen eines fluiddichten Übergangs eine Kontaktfläche des Kugelelements aus einem weicheren Material gebildet ist als eine Kontaktfläche des Pfannenelements oder umgekehrt, oder c) eine Biegeverbindung mit einem verformbaren Schlauchbereich, der dichtend in eine halterungsseitige Aufnahme einerseits und in eine sensorseitige Aufnahme andererseits aufgenommen ist, wobei in jeder der Verbindungskomponenten a) bis c) mindestens ein Teil des Durchgangskanals verläuft, und dass eine Oberflächenkontur des Adapterkörpers für mindestens eine Einbaugeometrie des Sensoradapters selbstlenzend geformt ist.
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Als eine Grundidee der vorliegenden Erfindung kann angesehen werden, dass für die Montage eines Sensors in einem hygienisch anspruchsvollen Bereich ein Sensoradapter mit variabel einsetzbaren, zusammensetzbaren, verstellbaren und lösbaren Verbindungskomponenten angegeben wird. Durch jede der angegebenen Verbindungskomponenten kann eine zuverlässige und sichere Halterung eines Sensors bei kostengünstigem Aufbau verwirklicht werden.
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Mit Hilfe der Kugelgelenkverbindung und/oder der Biegeverbindung kann außerdem eine einfache Ausricht- und Einstellbarkeit des montierten Sensors erzielt werden.
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Die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Sensorhalterungen eignen sich für alle Einsatzbereiche mit hohen Ansprüchen an die Reinigbarkeit und können grundsätzlich in allen bekannten Bereichen eingebaut werden. Die Besonderheit der hier beschriebenen Sensorhalterungen ist die spezielle Gestaltung, die zusätzlich den hohen Anforderungen der Anlagenbauer der Lebensmittel- und Pharmaindustrie entspricht. Darüber hinaus werden auch die Anforderungen von speziellen Richtlinien, beispielsweise nach EHEDG (Richtlinie nach Dokument 13 Hygenic Design von Apparaten für offene Prozesse) erfüllt. Die Konstruktion ist so ausgelegt, dass keine Schmutzecken, Schlitze und Spalte auftreten. Grundsätzlich werden die beschriebenen Lösungen technisch einfach gestaltet und alle Bereiche sind gemäß EHEDG gut zugänglich und eine Reinigung ist schnell und einfach möglich.
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Als Adapterkörper wird die gegenständliche Einrichtung verstanden, mit welcher der Sensor an einer Halterung befestigt wird. Dieser Adapterkörper weist erfindungsgemäß einen Durchgangskanal, also eine Öffnung auf, in welcher eine Anschlussleitung des Sensors fluiddicht aufgenommen ist. Bei der Anschlussleitung kann es sich im Grundsatz um jede Art von Leitung handeln, prinzipiell beispielsweise auch um eine Druckluftleitung. Bei den häufigsten Anwendungen wird die Anschlussleitung aber eine elektrische Anschlussleitung sein, mit welcher dem Sensor einerseits elektrische Energie zugeführt wird und andererseits Messdaten des Sensors nach außen, beispielsweise zu einer Steuerung, geleitet werden. Die Anschlussleitung ist in dem Durchgangskanal fluiddicht aufgenommen. Als fluiddicht werden Verbindungen und Übergänge angesehen, welche bei Temperaturen und Drücken, wie sie in der Lebensmittel- oder Pharmatechnologie typischerweise auftreten, für die fraglichen Gase und Flüssigkeiten dicht ist.
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Ein besonders wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Sensoradapters ist, dass die Oberflächenkontur des Adapterkörpers erfindungsgemäß so geformt ist, dass diese Oberflächenkontur für mindestens eine Einbaugeometrie des Sensoradapters selbstlenzend geformt ist. Hierunter wird die Eigenschaft verstanden, dass sich nach dem Reinigen, beispielsweise mit einem Reinigungsfluid, auf der Oberflächenkontur des Adapterkörpers keine Tröpfchen bilden, sondern dass diese vielmehr ablaufen.
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Dadurch wird erreicht, dass sowohl im Betrieb als auch nach der Reinigung der Sensoradapter selbstlenzend ist. Dadurch kann die Resistenz gegenüber Reinigungsmitteln deutlich verbessert werden, weil die Verweildauer der entsprechenden Fluide auf den Oberflächen stark reduziert wird. Außerdem wird die Bildung von Keimen effektiv verhindert.
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Die Erfindung wird grundsätzlich bei einem Sensoradapter realisiert, wenn eine der genannten Verbindungskomponenten vorhanden ist und die Oberflächenkontur des Adapterkörpers für mindestens eine Einbaugeometrie des Sensoradapters selbstlenzend geformt ist.
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Prinzipiell können die Anschlusskomponenten jeder Verbindungskomponente in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, so dass eine große Variabilität möglich ist und weitestgehend jede Montageaufgabe mit Hilfe des erfindungsgemäßen Sensoradapters gelöst werden kann.
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Als halterungsseitige Aufnahme der Biegeverbindung wird diejenige Aufnahme der Biegeverbindung verstanden, welche der Halterung zugewandt ist. Entsprechend ist die sensorseitige Aufnahme diejenige Aufnahme der Biegeverbindung, welche dem Sensor zugewandt ist. Das bedeutet nicht notwendig, dass die halterungsseitige Aufnahme direkt mit der Halterung und die sensorseitige Aufnahme direkt mit dem Sensor verbunden ist. Vielmehr können sich zwischen den genannten Bestandteilen weitere Komponenten, beispielsweise weitere erfindungsgemäß vorgesehene Verbindungskomponenten befinden.
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Als Sensoren kommen hier grundsätzlich alle Sensoren zum Nachweis von physikalischen Messgrößen, insbesondere Sensoren zum Nachweis von Objekten, in Betracht, wie sie in der industriellen Automatisierungstechnik in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Beispielsweise kann es sich um induktive oder kapazitive Näherungsschalter, um Ultraschallsensoren oder auch um Temperatur-, Druck- oder Gassensoren handeln. Besonders vorteilhafte Anwendungen findet der erfindungsgemäße Sensoradapter bei optischen Sensoren, zum Beispiel Lichttaster, Lichtschranken oder Lichtgitter.
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Für die Verwirklichung der Erfindung ist grundsätzlich ausreichend, wenn die Oberflächenkontur des Adapterkörpers für mindestens eine Einbaugeometrie selbstlenzend geformt ist. Besonders bevorzugt sind Ausführungsvarianten, bei denen die Oberflächenkontur des Adapterkörpers für eine Mehrzahl von Einbaugeometrien und insbesondere für alle möglichen Einbaugeometrien selbstlenzend geformt ist. Die durch das Merkmal der Selbstlenzung erzielten positiven Eigenschaften, insbesondere die Reinigungsmittelresistenz und die Verhinderung von Keimbildung, werden so für eine Vielzahl oder gegebenenfalls für alle Einbaugeometrien realisiert.
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Für die Verwirklichung der Klemmverbindung kann es grundsätzlich ausreichend sein, dass der Schraubansatz in das Klemmstück eingeschraubt wird und dadurch eine mechanische feste und dichtende Verbindung erreicht wird. Zweckmäßig können hierfür geeignete Anlageflächen auf dem Rohransatz einerseits und dem Schraubansatz andererseits vorgesehen sein.
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Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Klemmverbindung zusätzlich eine Dichtung auf, welche auf den Schraubansatz aufgesetzt ist und im montierten Zustand zwischen dem Schraubansatz und dem Rohransatz zusammengedrückt wird. Die dichtende Verbindung zwischen dem Rohransatz und dem Schraubansatz kann dadurch verbessert werden.
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Grundsätzlich kann die Dichtung einfach aufgebaut sein und beispielsweise die Form eines O-Rings aufweisen. Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist die Dichtung neben einem Ringteil außerdem einen rohrartigen Ansatz auf. Hierdurch wird die mechanische Positionierung der Dichtung verbessert.
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In dieser Hinsicht können weitere Verbesserungen erreicht werden, wenn der rohrartige Ansatz außerdem einen Abstützbund für das Klemmstück aufweist. Beim Einschrauben des Schraubansatzes in das Klemmstück stützt sich dann das Klemmstück an den Abstützbund ab. Dadurch wird einerseits die Dichtung gegen den Schraubansatz gedrückt und andererseits hat das Klemmstück ein Gegenlager, an welchem es sich abstützen und sodann radial ausdehnen kann.
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Bei einer bevorzugten einfachen Ausführungsvariante weist das Klemmstück eine Schraubmutter auf und eine Mehrzahl von daran angeordneten beweglichen Zungen. In die Schraubmutter wird der Schraubansatz eingeschraubt und die beweglichen Zungen können sich an dem Abstützbund des rohrartigen Ansatzes der Dichtung abstützen. Insbesondere können die beweglichen Zungen radial außen liegende Kanten aufweisen, welche im montierten Zustand an eine Innenseite des Rohransatzes drücken.
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Das Klemmstück kann grundsätzlich aus beliebigen geeigneten Materialien gefertigt werden, welche die geforderten mechanischen Eigenschaften aufweisen. Grundsätzlich kann das Klemmstück auch aus Kunststoff gefertigt sein. Bei vorteilhaften Varianten ist das Klemmstück jedoch aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, hergestellt.
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Die Dichtung kann aus grundsätzlich bekannten Materialien, insbesondere aus Kunststoff, gefertigt sein. Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist die Dichtung aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) oder Gummi hergestellt.
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Die Stabilität und Zuverlässigkeit des mechanischen Aufbaus und die Reproduzierbarkeit der mechanischen Anordnung kann verbessert werden, wenn an dem Schraubansatz eine Abstützfläche gebildet ist, an der die Dichtung im montierten Zustand dichtend anliegt. Hierbei kann es sich insbesondere um eine kreisringförmige Abstützfläche handeln, welche konzentrisch und senkrecht zur Achse des Schraubansatzes gebildet ist.
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Im Hinblick auf die hygienischen Anforderungen können die Geometrien der verwendeten Komponenten zweckmäßig so gewählt werden, dass zwischen dem Schraubansatz und dem Rohransatz im montierten Zustand ein fluiddichter und spaltfreier Übergang gebildet ist. In entsprechender Weise werden auch die Bestandteile der Kugelgelenkverbindung und/oder der Biegeverbindung vorteilhaft so gewählt und geometrisch dimensioniert, dass an den jeweiligen Übergangsbereichen spaltfreie und fluiddichte Übergänge gebildet sind.
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Um bei der Kugelgelenkverbindung einen fluiddichten und spaltfreien Übergang zu bilden, kann das Kugelgelenk bevorzugt aus Kunststoff und das Pfannenelement bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, gefertigt sein. Prinzipiell ist auch die umgekehrte Materialwahl möglich. Hierbei ist dann das Kugelelement aus Metall und das Pfannenelement aus einem entsprechend weicheren Kunststoff gebildet.
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Die Stabilität der Verbindung bei der Kugelgelenkverbindung wird verbessert, wenn das Pfannenelement mit einem Fußteil verbunden ist und zwischen dem Fußteil und dem Kugelelement ein Federelement angeordnet ist, durch welches das Kugelelement gegen das Pfannenelement gedrückt wird. Das Pfannenelement kann dabei insbesondere mit dem Fußteil verschraubt und/oder verschweißt sein.
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Als Federelement kann grundsätzlich jede Art von Feder verwendet werden, welche die gewünschten elastischen und geometrischen Eigenschaften aufweist. Besonders bevorzugt kann eine Tellerfeder oder eine Wellendrahtfeder verwendet werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Biegeverbindung weist der verformbare Schlauchbereich einen Biegeadapter und einen den Biegeadapter ummantelnden Isolierschlauch auf. Durch den Isolierschlauch können dabei in unaufwändiger Weise die erforderlichen fluiddichten und weitestgehend spaltfreien Übergänge erreicht werden. Als Isolierschlauch können grundsätzlich bekannte Kunststoffschläuche, beispielsweise Schrumpfschläuche, verwendet werden.
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Bei einer kostengünstigen und effektiven Ausführungsvariante können der halterungsseitige Anschluss und der sensorseitige Anschluss als Anschlusshülsen gebildet sein, in die der Biegeadapter zusammen mit dem den Biegeadapter ummantelnden Isolierschlauch hineingesteckt ist. Ein fluiddichter und spaltfreier Übergang kann unaufwändig dadurch bereitgestellt werden, dass Ränder der Anschlusshülsen zum Erzielen einer dichtenden Verbindung zu dem Isolierschlauch nach innen gebördelt, das heißt nach innen gebogen sind.
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Standardmäßig erhältliche Biegeadapter weisen häufig eine innenliegende schraubenförmige Wendel auf, durch welche der Biegeadapter stabilisiert wird. Solche Biegeadapter werden insbesondere für optische Anwendungen eingesetzt und sind auch als Schwanenhals bezeichnet werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an mindestens einem Endbereich des Biegeadapters eine Stabilisierungshülse aufgesteckt, die von dem Isolierschlauch mindestens teilweise ummantelt wird. Bevorzugt sind an beiden Endbereichen des Biegeadapters solche Stabilisierungshülsen aufgesteckt.
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Um unabhängig davon, ob an der jeweiligen Kontaktstelle die genannte schraubenförmige Wendel verläuft oder nicht, eine zuverlässig dichtende Verbindung zu erzielen, wird die Länge der Stabilisierungshülsen so gewählt, dass sie über die Ränder der Aufnahmehülsen herausragen und demgemäß die umgebördelten Ränder sich gegen diese Stabilisierungshülsen abstützen.
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Bei bevorzugten und einfachen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Sensoradapters weist der Adaptergrundkörper genau eine der erfindungsgemäß vorgesehenen Verbindungskomponenten auf. Dementsprechend ist in einer Variante der Schraubansatz der Klemmverbindung mit einem Gehäuse des Sensors verbunden und der Rohransatz der Klemmverbindung ist einstückig mit der Halterung gefertigt oder fest mit der Halterung verbunden.
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Bei einer weiteren Variante ist das Fußteil der Kugelgelenkverbindung mit einem Gehäuse des Sensors verbunden und das Kugelelement der Kugelgelenkverbindung ist einstückig mit der Halterung gefertigt oder fest mit der Halterung verbunden.
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Bei eine konstruktiv einfachen Ausführungsform unter Einsatz der Biegeverbindung ist die sensorseitige Aufnahme der Biegeverbindung mit einem Gehäuse des Sensors verbunden und die halterungsseitige Aufnahme der Biegeverbindung ist einstückig mit der Halterung gefertigt oder fest mit der Halterung verbunden.
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Grundsätzlich sind für jeden der genannten Fälle auch die jeweils umgekehrten Anordnungen möglich und können, wo vorteilhaft, eingesetzt werden.
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Weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren beschrieben. Dort sind allgemein erfindungsgemäße, insbesondere verstellbare, Sensoradapter und Sensorhalterungen mit verschiedenen Freiheitsgraden, insbesondere für Geräte oder Anlagen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie, gezeigt.
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In den Figuren zeigen:
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1: in einer teilweise geschnittenen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensoradapters;
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2: eine weitere geschnittene Ansicht des Ausführungsbeispiels aus 1;
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3: in einer Teilschnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensoradapters;
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4: in einer Teilschnittansicht ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensoradapters;
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5: ein Detail aus 4;
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6: in einer Teilschnittansicht ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensoradapters; und
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7: ein Detail aus 6.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensoradapters 100, bei dem ein Adapterkörper 30 eine Klemmverbindung 50 aufweist, wird mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
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Äquivalente Komponenten sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Der Sensoradapter 30 des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 weist als wesentliche Bestandteile einen Schraubansatz 54, einen Rohransatz 52, ein Klemmstück 56 und eine Dichtung 58 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Rohransatz 52 einstückig mit einer Halterung 20, welche ebenfalls eine Rohrform aufweist, gebildet. Prinzipiell kann der Rohransatz 52 mit der Halterung 20 auch in anderer Weise, beispielsweise durch Schweißen, fest verbunden werden.
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Der Schraubansatz 54 ist mit einem nicht dargestellten Gehäuse 14 eines ebenfalls nicht gezeigten Sensors 10 verbunden. Prinzipiell ist auch möglich, dass der Schraubansatz 54 einstückig mit dem Gehäuse 14 des Sensors 10 gebildet ist.
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Erfindungsgemäß ist eine Außenkontur 32, also die geometrische Form der äußeren Oberfläche, des Sensoradapters 30 so gebildet, dass im Einbauzustand nach Reinigung oder im Betrieb keine Flüssigkeitsmengen auf der Oberfläche verbleiben, sondern diese Flüssigkeitsreste vielmehr abfließen können. Diese Eigenschaft wird als selbstlenzende Geometrie bezeichnet.
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Das Klemmstück 56 ist aus Metall gefertigt und weist eine Schraubmutter 53 mit daran angeordneten beweglichen Zungen 51 auf.
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In dem Adapterkörper 30 ist erfindungsgemäß ein Durchgangskanal 40 zur fluiddichten Aufnahme einer Anschlussleitung für den Sensor 10 gebildet.
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Die Dichtung 58 ist aus einem Kunststoff gefertigt und weist neben einem Ringteil 57 einen daran angeordneten rohrartigen Ansatz 59 auf. An diesem rohrartigen Ansatz 59 ist außen ein Abstützbund 55 gebildet, an welchem sich die beweglichen Zungen 51 des Klemmstücks 56 beim Zusammenziehen der Verbindung abstützen können.
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Zur Montage des Sensoradapters aus den 1 und 2 wird die Dichtung 58 in der richtigen Richtung auf den Schraubansatz 54 aufgesteckt. Sodann wird das Klemmstück 56 auf den Schraubansatz 54 aufgeschraubt. Zur endgültigen Befestigung kann dann einfach der Schraubansatz 54 in das Klemmstück 56 eingeschraubt werden. Dabei kommen die beweglichen Zungen 51 mit dem Abstützbund 55 an der Dichtung 58 in Anschlag, woraufhin sich die beweglichen Zungen 51 radial nach außen bewegen. Das Klemmstück 56 ist geometrisch so dimensioniert, dass bereits nach wenigen weiteren Umdrehungen des Schraubansatzes 54 an den beweglichen Zungen 51 gebildete Kanten 49 an einer Innenseite 43 des Rohransatzes 52 anliegen. Dadurch wird eine mechanische Fixierung des Schraubansatzes 54 relativ zu dem Rohransatz 52 verwirklicht. Außerdem wird der Schraubansatz 54 über das Ringteil 57 der Dichtung 58 gegen den Rohransatz 52 gedrückt. In einem Bereich 48 wird hierdurch ein fluiddichter und weitestgehend spaltfreier Übergang geschaffen.
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Das Ringteil 57 der Dichtung 58 drückt dabei gegen eine kreisringförmige Abstützfläche 47 an dem Schraubansatz 54.
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Das Wesentliche des in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels besteht somit darin, dass in einem Rohransatz 52 ein Klemmstück 56 fixiert wird, welches zur Lagesicherung beziehungsweise als Verdrehschutz der Verbindung dient. Durch Verdrehen des Sensors 10 und damit des Schraubansatzes 54 erfolgt im Rohransatz 52 eine Verpressung der Dichtung 58 und des Schraubansatzes 54 im Rohr. Dieses Zusammenpressen bewirkt eine Erhöhung der Dichtwirkung. Der Schraubansatz 54, der auch als Sensorfuß bezeichnet werden kann und auf dem eine kreisringförmige Abstützfläche 47 gebildet ist, wird auf eine Stirnfläche des Rohransatzes 52 gepresst. Dadurch wird neben einer verbesserten Dichtwirkung außerdem auch eine sehr weitgehend spaltfreie Montage erzielt. Schmutzablagerungen sind in dem Bereich 48 nicht oder nur äußerst schwer möglich. Eine Anschlussleitung für den Sensor 10 wird komplett in einen Durchgangskanal 40 geführt und kann bei Betrieb der Anlage nicht verschmutzt werden. Durch diese Vorkehrungen kann den strengen Anforderungen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie genügt werden.
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Das in den 1 und 2 gezeigt Ausführungsbeispiel ist insbesondere als Schnellverschluss für Rohrenden und Maschinenbetten geeignet.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensoradapters wird mit Bezug auf 3 erläutert. Der dort gezeigte erfindungemäße Sensoradapter 100 besteht aus einem Adapterkörper 30 mit einer Kugelgelenkverbindung 60, welche als wesentliche Komponenten ein Kugelelement 62, ein Pfannenelement 64, ein Fußteil 66, ein Federelement 68 und ein Verbindungsteil 16 aufweist.
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Erfindungsgemäß ist auch hier ein Durchgangskanal 40 zur Aufnahme einer Anschlussleitung für den Sensor 10 vorhanden.
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Das Verbindungsteil 16 kann mit dem nicht gezeigten Gehäuse 14 des ebenfalls nicht dargestellten Sensors 10 verbunden oder auch einstückig mit dem Gehäuse 14 gefertigt sein.
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Entsprechend kann das Kugelelement 62, wie in 3 gezeigt, einstückig mit einer Halterung 20, beispielsweise einer rohrartigen Halterung, gebildet sein. Alternativ kann das Kugelelement 62 auch mit einer Halterung 20 fest, beispielsweise durch Schweißen, verbunden werden.
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Das Verbindungsteil 16, das Fußteil 66 und das Pfannenelement 64 sind bevorzugt aus Metall gefertigt und miteinander fest, insbesondere durch Schweißen, verbunden. Beispielhaft ist eine Verbindung 61 dargestellt, welche durch Laserschweißen hergestellt sein kann. Auch bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Oberflächenkontur 32 erfindungsgemäß selbstlenzend gebildet, das heißt so, dass im Betrieb und nach Reinigung keine Flüssigkeitsbestandteile auf der Oberfläche 32 stehen bleiben.
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Um zwischen dem Pfannenelement 64 und dem Kugelelement 62 einen fluiddichten und möglichst spaltfreien Übergang 67 zu generieren, ist eine innere Oberfläche 65 des Pfannenelements 64 aus einem härteren Material gebildet als eine Oberfläche 63 des Kugelelements 62. Das hat zur Folge, dass das Pfannenelement 64 das Kugelelement 62 geringfügig verformen kann. Im gezeigten Beispiel wird das dadurch realisiert, dass das Kugelelement 62 aus einem Kunststoff, der jedenfalls weicher ist als Edelstahl, gefertigt ist.
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Damit im Einsatz und im montierten Zustand das Kugelelement 62 gegen das Pfannenelement 64 gedrückt und damit ein dichter Übergang bereitgestellt wird, ist zwischen dem Fußteil 66 und dem damit fest verbundenen Pfannenelement 64 ein Federelement 68 montiert, welches über eine Feder 69 gegen das Fußteil 66 einerseits und das Kugelelement 62 andererseits drückt. Als Feder 69 kann ein einfacher O-Ring, eine Tellerfeder oder auch eine Wellendrahffeder eingesetzt werden. Das Federelement 68 kann auch als Druckstück bezeichnet werden.
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Durch die Kugelgelenkverbindung ist ein Verschwenken des Kugelelements 62 relativ zu dem Pfannenelement 64 und dem Fußteil 66 möglich. Dies ist in 3 durch den Doppelpfeil 85 angedeutet.
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Die Kugelgelenkverbindung in 3 besteht demgemäß aus mehreren Einzelteilen, die entsprechend den Anforderungen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie fest miteinander, beispielsweise durch Laserschweißen, verbunden sind. Durch die runde Gestaltung und die spaltfreie Konstruktion wird eine einfache Reinigung und auch eine selbstständige Entlenzung gewährleistet. An einem im Grundsatz beliebigen Sensor kann ein Fußteil 66 kugelförmig ausgebildet sein. Ein Kugelelement 62, durch welches ein nicht gezeigtes Anschlusskabel für den Sensor 10 verläuft, wird mit einem ebenfalls kugelförmigen Gegenstück, dem Pfannenelement 64, bündig mit dem an der Oberfläche kugelförmigen Fußteil 66 fixiert. Um eine Vibrations- und Schockfestigkeit gemäß den Anforderungen des Maschinen- und Anlagenbau zu gewährleisten, wird ein Federelement 68 mit hoher Federkraft in das Kugelgelenk eingesetzt. Das Federelement 68 spannt das Kugelelement 62 gegenüber dem Pfannenelement 64 vor. Durch die geeignete Wahl eines weicheren Materials des Kugelelements 62 verformt das Pfannenelement 64, welches auch als untere Kugelpfanne bezeichnet werden kann, das Kugelelement 62 in einem Kontaktbereich 67 elastisch. Auf diese Weise wird Spaltfreiheit und Dichtigkeit gewährleistet.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensoradapters 100, bei welchem der Sensorkörper 30 eine Biegeverbindung 70 aufweist, wird mit Bezug auf die 4 und 5 erläutert.
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Der Adapterkörper 30 weist als wesentliche Komponenten eine sensorseitige Aufnahme 74, eine halterungsseitige Aufnahme 72, ein Verbindungsteil 16 und, als wesentlichen Bestandteil, einen Biegeadapter 77 auf. Erfindungsgemäß ist in dem Adapterkörper 30 wiederum ein Durchgangskanal 40 zur fluiddichten Aufnahme eines Anschlusskabels für einen nicht dargestellten Sensor 10 vorhanden. Das Verbindungsteil 16 kann einstückig mit einem ebenfalls nicht gezeigten Gehäuse 14 des Sensors 10 gefertigt oder jedenfalls mit diesem Gehäuse 14 fest, beispielsweise durch Laserschweißen, verbunden sein.
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Entsprechend kann die halterungsseitige Aufnahme 72 mit der Halterung fest, beispielsweise durch Laserschweißen, verbunden sein, oder mit der Halterung, wie in dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, einstückig gefertigt sein.
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Die sensorseitige Aufnahme 74 und die halterungsseitige Aufnahme 72 weisen jeweils Aufnahmehülsen 94, 92 auf, in welche der Biegeadapter 77 hineingesteckt ist. Der Biegeadapter 77 ist von einem Isolierschlauch 75, beispielsweise einem Schrumpfschlauch, ummantelt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich dieser Isolierschlauch 75 über die gesamte Länge des Biegeadapters 77.
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Wie bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist auch hier eine Oberfläche 32 des Adapterkörpers selbstlenzend, das heißt so gebildet, dass im Betrieb und nach Reinigung keine Flüssigkeitsmengen auf der Oberfläche des Adapterkörpers 30 stehenbleiben. Vielmehr können solche Flüssigkeitsreste rasch ablaufen.
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Durch den Biegeadapter 77 ist bei dem Beispiel aus 4 ein verformbarer Schlauchbereich 71 gebildet. Eine Verbiegung des Biegeadapters 77 kann beispielsweise in den durch den Doppelpfeil 85 angedeuteten Richtungen erfolgen.
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Um zwischen dem Biegeadapter 77 und der sensorseitigen und halterungsseitigen Aufnahmehülse einen fluiddichten und weitestgehend spaltfreien Übergang zu erzielen, werden Ränder 78, 79 der Aufnahmehülsen nach innen gebördelt, das heißt geringfügig nach innen gebogen.
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Das ist in einem Detailbild in 5 im Einzelnen dargestellt. 5 zeigt einen Ausschnitt 73 aus 4. Ersichtlich ist dort, wie ein Rand 79 der sensorseitigen Aufnahme 74 gegen den Schrumpfschlauch 75, der an dem Biegeadapter 77 anliegt, drückt. Auf diese Weise wird in dem Übergangsbereich 76 ein fluiddichter und weitestgehend spaltfreier Übergang erreicht.
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Ähnliche Aufbauten mit Biegeadaptern sind aus dem optischen Bereich bei Lampen und Stativen bekannt. Die vorliegend beschriebene Mechanik geht darüber insoweit hinaus, als diese auch den Anforderungen für hygienisch anspruchsvolle Bereiche genügt. Positive Eigenschaften werden insbesondere durch den lebensmittelgerechten Isolierschlauch 75 erzielt.
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An dem Verbindungsteil 16, welches auch als Sensorfuß bezeichnet werden kann, ist die sensorseitige Aufnahme 74 für den Biegeadapter 77 vorgesehen. Der Biegeadapter 77 weist in dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel außerdem einen Bereich 73 auf, in dem ein beweglicher Isolierschlauch 75 aufgenommen werden kann. Der für den Lebensmittel- und Pharmabereich zugelassene Isolierschlauch 75 wird hier über den prinzipiell bekannten Biegeadapter 77 gezogen. Die Verbindung zwischen Biegeadapter 77 und Isolierschlauch 75 kann auf verschiedene Weise erfolgen. In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Isolierschlauch 75 so in der sensorseitigen Aufnahme 74 und entsprechend in der halterungsseitigen Aufnahme 72 verpresst, dass eine lebensmittelgerechte Verbindung ohne Spalte entsteht. Dies kann insbesondere durch Kaltverformung, also durch Umbördeln des Rands 79 der sensorseitigen Aufnahme 74 und des Rands 78 der halterungsseitigen Aufnahme 72 erfolgen. In einem Kontaktbereich 83 entsteht demgemäß eine Verformung der äußeren Schutzhülle, wodurch eine dichte Verbindung im Sinne der lebensmittelgerechten Gestaltung gewährleistet wird.
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Eine Länge des Biegeadapters 77 kann je nach Anwendungsfall gezielt und variabel eingestellt werden.
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Eine Variante des im Zusammenhang mit den 4 und 5 erläuterten Beispiels ist in den 6 und 7 dargestellt.
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Um zu erreichen, dass ein Anpressdruck des nach innen gebördelten Rands 78 der halterungsseitigen Aufnahme 72 und/oder der Anpressdruck des nach innen gebördelten Rands 79 der sensorseitigen Aufnahme 74 möglichst gleichmäßig auf den Isolierschlauch 75 und den Biegeadapter 77 aufgebracht wird, ist bei dem in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel an Endbereichen des Biegeadapters 77 jeweils eine Isolierhülse 80 aufgeschoben. Wie aus 6 ersichtlich, ist die axiale Länge dieser Stabilisierungshülsen 80, die auch aus Stabilisierungsringe bezeichnet werden können, etwas länger gewählt als diejenige der Aufnahmehülsen der sensorseitigen und der halterungsseitigen Aufnahmen 74, 72. Die Stabilisierungshülsen 80 sind direkt auf dem Biegeadapter 77 aufgebracht, das heißt der Isolierschlauch 75 erstreckt sich über die Stabilisierungshülsen 80.
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7 zeigt das Detail 73 aus 6. Dort ist insbesondere ersichtlich, in welcher Weise ein von einem Rand 79 der sensorseitigen Aufnahme 74 nach innen ausgeübter Druck mithilfe der Stabilisierungshülse 80 gleichmäßig auf eine Oberfläche des Biegeadapters 77 verteilt wird. Dadurch wird die Verwirklichung eines fluiddichten und weitestgehend spaltfreien Übergangs in einem Kontaktbereich 83 deutlich verbessert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008019697 A1 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- EHEDG (Richtlinie nach Dokument 13 Hygenic Design von Apparaten für offene Prozesse) [0013]
