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Die Erfindung betrifft einen Sensor, umfassend ein Gehäuse und ein Anschlusskabel.
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Aus der
DE 20 2007 011 452 U1 ist eine Befestigungsanordnung für eine Kabel- oder Schlauchverschraubung mit einem Stutzen bekannt.
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Aus der
DE 10 2007 017 918 B4 ist eine weitere Befestigungsanordnung für eine Kabel- oder Schlauchverschraubung mit einem Stutzen bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher hygienegerecht ausgebildet ist, insbesondere im Zusammenhang mit einer Anschlusseinrichtung für das Anschlusskabel.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Sensor erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Scheibenelement vorgesehen ist, welches mit dem Anschlusskabel verbunden ist und welches sich in einem ersten Abstützungsbereich an dem Gehäuse abstützt, und ein Halteelement mit einer zentralen Öffnung vorgesehen ist, durch welche eine Anschlusskabeleinrichtung durchgeführt ist und welches mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei sich das Halteelement in einem zweiten Abstützungsbereich an dem Scheibenelement abstützt, und wobei in der zentralen Öffnung zwischen der Anschlusskabeleinrichtung und dem Halteelement eine Dichtung liegt, welche die Öffnung zu einem Außenraum hin abdichtet.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich ein Sensor bereitstellen, welcher an seiner Außenkontur spaltenfrei und insbesondere gewindefrei ist.
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Dadurch lassen sich Bakteriennester und dergleichen verhindern und weiterhin lässt sich ein Innenraum des Sensors effektiv abdichten.
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Das Scheibenelement sorgt für eine definierte Fixierung des Anschlusskabels bezüglich des Gehäuses. An dem Scheibenelement wiederum kann sich die Dichtung, welche die zentrale Öffnung zum Außenraum hin abdichtet, abstützen.
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Die Anschlusskabeleinrichtung umfasst das Anschlusskabel und ein mit dem Anschlusskabel verbundenes Element. Insbesondere ist das Anschlusskabel oder das mit dem Anschlusskabel verbundene Element durch die zentrale Öffnung durchgeführt.
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Bei einer Ausführungsform ist das mit dem Anschlusskabel verbundene Element auch mit dem Scheibenelement verbunden. Dadurch ergibt sich eine Einheit, durch welche eine sichere Fixierung mit einfacher spaltenfreier Abdichtbarkeit erreicht ist.
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Beispielsweise ist das mit dem Anschlusskabel verbundene Element an dieses angespritzt. Dadurch ergibt sich eine ”abgedichtete” Einheit, über welche sich das Anschlusskabel relativ zu dem Gehäuse fixieren lässt.
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Beispielsweise ist das Anschlusskabel und/oder das mit dem Anschlusskabel verbundene Element an dem Scheibenelement angespritzt und/oder ist mit dem Scheibenelement einstückig verbunden oder ist mit dem Scheibenelement verklebt. Dadurch ergibt sich auf einfache Weise eine sichere Fixierung.
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Bei einer Ausführungsform umfasst die Anschlusskabeleinrichtung ein Steckerteil. Dadurch lässt sich der Sensor auf einfache Weise herstellen. Das Steckerteil der Anschlusskabeleinrichtung wird mit einem Gegensteckerteil beispielsweise an einer Schaltungsplatine, welche in dem Gehäuse positioniert ist, verbunden.
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Es ist dann vorteilhaft, wenn das Scheibenelement an dem Steckerteil gebildet ist. Dadurch ergibt sich eine Einheit aus Scheibenelement und Steckerteil. Dadurch lässt sich beispielsweise auch über die Position des Scheibenelements das Steckerteil positionieren.
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Günstig ist es, wenn das mit dem Anschlusskabel verbundene Element ein konisch ausgebildetes Element ist. Das mit dem Anschlusskabel verbundene Element bildet insbesondere einen Dichtungshalter. Wenn dieses Element konisch ausgebildet ist, lässt sich eine konische Dichtung verwenden, die sowohl für eine radiale Abdichtung als auch für eine axiale Abdichtung sorgt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das mit dem Anschlusskabel verbundene Element einen Bereich auf, welcher die zentrale Öffnung an einer Außenseite des Sensors übergreift. Das mit dem Anschlusskabel verbundene Element bildet dadurch gewissermaßen an der Außenseite des Sensors einen Deckel für die zentrale Öffnung. Dadurch lässt sich eine hohe Dichtwirkung erzielen.
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Bei einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das mit dem Anschlusskabel verbundene Element über eine oder mehrere Hinterschneidungen mit dem Halteelement verbunden ist. Das mit dem Anschlusskabel verbundene Element sorgt dann für die Fixierung des Anschlusskabels insbesondere an dem Scheibenelement und gleichzeitig auch für eine Abdichtung an der zentralen Öffnung.
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Bei einer Ausführungsform ist das Halteelement an dem Anschlusskabel und/oder an dem mit dem Anschlusskabel verbundenen Element angespritzt. Dadurch ergibt sich eine Kombination aus Anschlusskabel bzw. Anschlusskabel und mit dem Anschlusskabel verbundenen Element, und dem Halteelement. Durch diese Kombination lässt sich eine hygienegerechte Abdichtung des Sensors erhalten.
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Bei einer Ausführungsform ist das Halteelement an dem Gehäuse über eine Verbindungseinrichtung wie Gewindeeinrichtung oder Rastverbindungseinrichtung oder Schnappverbindungseinrichtung gehalten oder mit diesem verschweißt oder verklebt. Dadurch ergibt sich eine sichere Fixierung des Halteelements an dem Gehäuse.
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Insbesondere deckt das Halteelement zu einem Außenraum hin die Verbindungseinrichtung (wie beispielsweise Gewindeeinrichtung) ab. Dadurch lassen sich Bakteriennester und dergleichen verhindern.
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Es ist ferner günstig, wenn ein Bereich zwischen dem Halteelement und dem Gehäuse abgedichtet ist und insbesondere zwischen dem Halteelement und dem Gehäuse eine Dichtung angeordnet ist. Die Abdichtung ist dabei derart, dass ein Übergang zwischen dem Halteelement und dem Gehäuse an der Außenkontur spaltfrei ist, um Bakteriennester und dergleichen zu verhindern.
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Es ist dabei günstig, wenn die Dichtung zwischen dem Halteelement und dem Gehäuse einen Bereich aufweist, welcher sich parallel zu einer Gehäuseachse erstreckt. Dadurch lässt sich ein Zwischenraum zwischen dem Halteelement und einem weiteren Element zusätzlich zu einer Abstützungsfläche abdichten.
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Insbesondere weist die Dichtung an der zentralen Öffnung mindestens einen konischen Bereich auf. Dadurch ist eine Radial-Axial-Dichtung gebildet, welche eine radiale Dichtungswirkung und axiale Dichtungswirkung hat.
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Die Dichtung an der zentralen Öffnung kann dabei einen konischen Außenbereich und/oder einen konischen Innenbereich aufweisen, um eine optimierte Abdichtung zu erreichen.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dichtung an der zentralen Öffnung an dem Scheibenelement anliegt. Dadurch ist eine definierte Abstützfläche für die Dichtung erreicht. Dadurch wiederum lässt sich eine spaltfreie Außenkontur erreichen, um insbesondere Bakteriennester zu vermeiden.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Dichtung einen Bereich hat, welcher an dem Scheibenelement anliegt und parallel zu dem zweiten Abstützungsbereich orientiert ist. Dadurch hat die Dichtung im Querschnitt eine beispielsweise L-förmige Gestalt, wobei die zwei Arme des L senkrecht oder schräg zueinander stehen können. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Dichtungswirkung.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das Scheibenelement einen größeren Durchmesser als das Anschlusskabel und als ein mit dem Anschlusskabel verbundenes Element aufweist. Über das Scheibenelement mit dem vergrößerten Durchmesser lässt sich dann das Anschlusskabel auf einfache und sichere Weise bezüglich des Gehäuses fixieren.
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Das Halteelement kann sich direkt an dem Gehäuse oder in dem Gehäuse über ein mit dem Gehäuse verbundenes Element abstützen. Das mit dem Gehäuse verbundene Element ist insbesondere ein Teil, welches getrennt von dem Gehäuse ist, aber an dem Gehäuse fixiert ist. Wenn das Halteelement über eine Gewindeeinrichtung mit dem Gehäuse fixiert ist, stützt sich das Halteelement über die Gewindeeinrichtung an dem Gehäuse ab.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Abstützungsbereich und der zweite Abstützungsbereich gegenüberliegend sind und beispielsweise parallel zueinander ausgerichtet sind. Dadurch ergibt sich eine effektive Fixierung des Anschlusskabels relativ zu dem Gehäuse.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse eine stufenförmige Stirnseite auf, an welcher sich das Scheibenelement und das Halteelement abstützen. Ein Bereich der Stufe dient zur Abstützung des Scheibenelements und ein anderer Bereich der Stufe dient zur Abstützung des Halteelements. Bei einer solchen Ausbildung lässt sich dann auf einfache Weise auch eine Abstützung des Halteelements am Scheibenelement erreichen.
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Bei einer Ausführungsform bildet das Halteelement eine Gehäuseverlängerung und trägt insbesondere mehr als 20% zu der Gesamtlänge des Sensors zwischen einer Vorderseite und der zentralen Öffnung bei. Bei einer solchen Ausbildung lässt sich beispielsweise ein Stutzen an einem Gehäuse nutzen, um das Halteelement mit dem Gehäuse zu verschrauben. Die entsprechende Gewindeeinrichtung zur Verschraubung wiederum lässt sich dann auf einfache Weise durch das Halteelement nach außen abdecken, um Bakteriennester und dergleichen zu vermeiden.
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Insbesondere bildet das Halteelement eine Anschlussbuchse. Die Anschlussbuchse enthält ein Steckerteil, welches auf ein entsprechendes Gegensteckerteil bei der Herstellung des Sensors aufsteckbar ist.
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Insbesondere ist die Dichtung aus einem formfesten elastisch verformbaren Material und insbesondere Kunststoffmaterial hergestellt. Sie ist beispielsweise aus einem Elastomermaterial oder PTFE hergestellt. Vorzugsweise ist sie aus einem lebensmittelechten Material hergestellt und insbesondere aus eine FDA-zugelassenen Material hergestellt.
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Grundsätzlich kann eine Dichtung (an der zentralen Öffnung und/oder zwischen dem Halteelement und dem Gehäuse) ein separates Teil sein und insbesondere ein Dichtring sein. Es ist auch möglich, dass die Dichtung an einem Dichtungshalter wie beispielsweise ein mit dem Anschlusskabel verbundenes Element und/oder dem Halteelement angespritzt ist oder auch in einen Dichtungshalter integriert ist. Beispielsweise ist bei einem Ausführungsbeispiel ein Element, welches mit dem Anschlusskabel verbunden ist und über Hinterschneidungen in dem Halteelement angeordnet ist, eine integrierte Dichtung, wobei der Dichtungshalter das mit dem Anschlusskabel verbundene Element und das Halteelement ist.
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Beispielsweise ist das Gehäuse rohrförmig oder becherförmig ausgebildet. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Schaltungsanordnung auf einer oder mehreren Platinen positionieren. Das Gehäuse lässt sich dann auch an einer Seite über eine elektrische Anschlusseinrichtung verschließen.
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Insbesondere ist eine Dichtung lebensmittelecht ausgebildet.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der erfindungsgemäße Sensor hygienegerecht und insbesondere spaltfrei ausgebildet ist, wobei insbesondere außenliegende Gewinde und Spalte vermieden sind. Dadurch lässt sich ein solcher Sensor auch dann einsetzen, wenn hohe Hygieneanforderungen vorliegen, wie beispielsweise in der Lebensmittelindustrie
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors;
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2 eine Explosionsdarstellung des Sensors gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht;
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3 eine Explosionsdarstellung in einer weiteren perspektivischen Ansicht;
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4 eine Draufsicht auf den Sensor gemäß 1 von einer Kabelausführseite her;
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5 eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 gemäß 4;
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6 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A gemäß 5;
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7 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors;
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8 eine weitere perspektivische Ansicht des Sensors gemäß 7;
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9 eine Draufsicht auf den Sensor gemäß 7 von einem Kabelausführende her;
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10 eine Schnittansicht längs der Linie 10-10 gemäß 9;
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11 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs B gemäß 10;
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12 eine Explosionsdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors;
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13 die Explosionsdarstellung in anderer perspektivischer Ansicht;
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14 eine Draufsicht auf eine Kabelausführseite des Sensors gemäß 12;
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15 eine Schnittansicht längs der Linie 15-15 gemäß 14;
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16 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs C gemäß 15;
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17 eine Draufsicht auf eine Dichtung des Sensors gemäß 12;
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18 eine Schnittansicht längs der Linie 18-18 gemäß 17;
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19 eine Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors;
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20 eine perspektivische Darstellung einer Anschlussbuchse des Sensors gemäß 19;
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21 eine andere perspektivische Darstellung der Buchse gemäß 20; und
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22 eine Schnittansicht der Buchse gemäß 19.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensors, welches in den 1 bis 6 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst ein Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 hat einen ersten Bereich 14 und einen zweiten Bereich 16, welcher an dem ersten Bereich 14 angeordnet ist. Der erste Bereich 14 definiert einen Innenraum 18, in welchem entsprechende Komponenten des Sensors 10 angeordnet sind. Insbesondere sind in dem Innenraum 18 ein oder mehrere sensitive Elemente (wie beispielsweise induktive Elemente oder kapazitive Elemente) angeordnet. Weiterhin ist in dem Innenraum 18 eine elektronische Schaltung des Sensors 10 angeordnet.
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Der erste Bereich 14 ist an einem Vorderende 20 durch ein Deckelelement 22 geschlossen. Das Deckelelement 22 ist beispielsweise einstückig mit dem ersten Bereich 14 verbunden oder es handelt sich um ein getrenntes Element, welches mit dem ersten Bereich 14 verbunden ist.
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Das Vorderende 20 bildet ein Sensorende des Sensors 10.
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An einem dem Vorderende 20 gegenüberliegenden Ende 24 des ersten Bereichs 14 ist der zweite Bereich 16 angeordnet, welcher einen Stutzen 26 umfasst. Dieser Stutzen 26 hat einen kleineren Querschnitt als der erste Bereich 14. Er sitzt an einer Wandung 28 an dem Ende 24. Die Wandung 28 verengt gewissermaßen das Gehäuse 12 am Übergang von dem ersten Bereich 14 zu dem zweiten Bereich 16. Im Beispiel eines zylindrischen Gehäuses 12 ist die Wandung 28 durch einen Kreisring gebildet, welcher an dem ersten Bereich 14 sitzt.
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Der Stutzen 26 weist im Bereich eines dem Vorderende 20 abgewandten Endes 30 ein Außengewinde 32 auf.
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Der Sensor 10 ist durch ein Halteelement 34 an einem dem Vorderende 20 gegenüberliegenden Hinterende geschlossen. Das Halteelement hat dabei eine zentrale Öffnung 36, welche insbesondere mit einer Öffnungsrichtung parallel und vorzugsweise koaxial zu einer Sensorachse 38 orientiert ist. (Bei einer rotationssymmetrischen Ausbildung des Gehäuses 12 ist die Sensorachse 38 insbesondere eine Symmetrieachse für die Rotationssymmetrie.)
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Das Halteelement 34 ist becherförmig ausgebildet. Es weist einen Innenraum 39 auf, mit dem es auf den Stutzen 26 aufgesetzt ist. In dem Innenraum 39 ist ein Innengewinde 40 gebildet, welches in das Außengewinde 32 des ersten Bereichs 14 des Gehäuses 12 eingreift. Über die Gewinde 32 und 40 ist das Halteelement 34 mit dem Gehäuse 12 verschraubt und dadurch mit diesem verbunden.
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Das Halteelement 34 hat eine Stirnseite 42, welche der Wandung 28 zuweist. Über die Stirnseite 42 kann sich das Halteelement 34 mit einer dazwischen liegenden Dichtung 44 an der Wandung 28 abstützen.
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Das Halteelement 34 weist dabei eine solche Außenkontur auf, dass an einer Außenseite des Sensors 10 in einer Richtung parallel zur Sensorachse 38 ein kontinuierlicher Übergang von dem Halteelement 34 zu dem ersten Bereich 14 des Gehäuses 12 erfolgt. Insbesondere liegen keine Stufen, Kanten, Spalten usw. an dem Übergang vor.
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Eine Gewindeeinrichtung aus dem Außengewinde 32 und dem Innengewinde 40 ist durch das Halteelement 34 nach außen abgedeckt. Die Dichtung 44 sorgt für eine Abdichtung bezogen auf den Übergang von dem Halteelement 34 zu dem ersten Bereich 14 des Gehäuses 12. Die Dichtung 44 zwischen dem Halteelement 34 und dem Gehäuse 12 weist einen ersten Bereich 46 auf, welcher an der Stirnseite 42 und der Wandung 28 anliegt. Sie weist ferner einen zweiten Bereich 48 auf, welcher an einer Innenseite des Halteelements 44 dem Stutzen 26 zugewandt anliegt und an dem Stutzen 26 anliegt. Im Querschnitt hat die Dichtung 44 eine L-Form. Insbesondere sind der erste Bereich 46 und der zweite Bereich 48 einstückig miteinander verbunden. Die Dichtung 44 ragt mit dem ersten Bereich 46 nicht über eine Außenkontur des Sensors 10 hinaus.
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Der zweite Bereich 48 der Dichtung 44 liegt ferner an einem Innenelement 50 des Halteelements 34 an, an welchem das Innengewinde 40 gebildet ist und eine Fläche aufweist, welche der Wandung 28 zugewandt ist. Diese Fläche ist insbesondere eine Ringfläche.
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Durch die Dichtung 44 wird der gesamte Zwischenraum zwischen dem Halteelement 34 und dem Gehäuse 12 mit dem Stutzen 26 und der Wandung 28 ausgehend von der Gewindeeinrichtung mit dem Innengewinde 40 und dem Außengewinde 32 ausgefällt und damit abgedichtet.
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Der Stutzen 26, welcher insbesondere zylindrisch ausgebildet ist, hat eine Stirnseite 52, welche dem ersten Bereich 14 des Gehäuses 12 abgewandt ist. Die Stirnseite 52 stellt beispielsweise eine Ringfläche bereit. An der Stirnseite 52 ist eine Hülse 54 gehalten. Diese Hülse 54 erstreckt sich durch den Stutzen 26 hindurch in den Innenraum 18 des Gehäuses 12. Im Bereich der Stirnseite 52 hat die Hülse 54 ein Halteelement 56, welches beispielsweise ringförmig ist und an der Stirnseite 52 anliegt. Es kann beispielsweise mit dieser verklebt sein oder auch lose an dieser gehalten sein. Die Hülse 54 nimmt in einem Innenraum 58 eine elektrische Anschlusseinrichtung 60 des Sensors 10 auf. Die elektrische Anschlusseinrichtung dient insbesondere zur Zuführung von elektrischer Energie in den Innenraum 18 des Sensors 10 und zur Abführung von Sensorsignalen nach außen.
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Aus dem Sensor 10 ist ein Anschlusskabel 62 geführt. Mit dem Anschlusskabel verbunden ist ein Element 64. Dieses Element 64 ist konisch ausgebildet, wobei eine (gedachte) Kegelspitze auf der Sensorachse 38 in einer Richtung von dem Vorderende 20 zu dem Hinterende außerhalb des Sensors 10 sitzt. Das Element 64 ist insbesondere an das Anschlusskabel 62 angespritzt. An dem Element 64 wiederum sitzt ein Scheibenelement 66, welches mit dem Element 64 insbesondere einstückig verbunden ist und insbesondere an dieses angespritzt ist. Das Scheibenelement 66, welches insbesondere koaxial zur Sensorachse 38 ausgerichtet ist, hat einen größeren Durchmesser als das Element 64 (und das Anschlusskabel 62). Es stützt sich an dem Halteelement 56, und zwar an einer Seite, welche der Seite gegenüberliegt, an welcher sich das Halteelement 56 an der Stirnseite 52 der Hülse 54 abstützt.
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Das Element 64 ist durch die zentrale Öffnung 36 durchgetaucht. Die zentrale Öffnung 36 hat eine Form, welche an das Element 64 angepasst ist. Insbesondere hat die zentrale Öffnung 36 die Form eines Hohlkegelabschnitts. Das Halteelement hat dabei einen Überlappbereich 68, welcher das Scheibenelement 66 überlappt und sich an diesem abstützt. Das Scheibenelement 66 stützt sich mit einem ersten Abstützungsbereich 70 an dem Halteelement 56 und dadurch an dem Gehäuse 12 ab. Über den Überlappbereich 68 stützt sich das Scheibenelement 66 mit einem zweiten Abstützungsbereich 72 an dem Halteelement 34 ab. Der erste Abstützungsbereich 70 und der zweite Abstützungsbereich 72 sind insbesondere Ringflächen. Der erste Abstützungsbereich 70 und der zweite Abstützungsbereich 72 des Scheibenelements 66 sind gegenüberliegend. Das mit dem Gehäuse 12 verschraubte Halteelement 34 drückt über den Überlappbereich 68 auf den zweiten Abstützungsbereich des Scheibenelements 66. Dadurch wiederum wird das Scheibenelement 66 mit dem ersten Abstützungsbereich 70 an das Halteelement 56 gedrückt. Dadurch wiederum wird das Scheibenelement 66 und damit die elektrische Anschlusseinrichtung 60 mit dem Anschlusskabel 62 in dem Sensor 10 zwischen dem Halteelement 34 und dem Gehäuse 12 gespannt gehalten.
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An dem Scheibenelement 66 sind Elemente der elektrischen Anschlusseinrichtung 60 gehalten, welche im Innenraum 58 der Hülse 54 positioniert sind. Insbesondere sind Litzen des Anschlusskabels 62 mit einer entsprechenden Schaltungsanordnung im Innenraum 18 des Gehäuses 12 verbunden.
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An der zentralen Öffnung 36 ist zwischen dem Element 64 und dem Überlappbereich 68 des Halteelements 34 eine Dichtung 74 angeordnet. Die Dichtung 74 ist so ausgebildet, dass zwischen einer Anschlusskabeleinrichtung, welche durch das Anschlusskabel 62 und dem Element 64 gebildet ist, und dem Halteelement 34 kein Spalt und dergleichen gebildet ist. Die Dichtung 74 selber ist in einem ersten Bereich 76 konisch ausgebildet mit einer konischen Außenfläche, welche an dem Überlappbereich 68 anliegt, und einer konischen Innenfläche, welche an dem Element 64 anliegt.
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Einstückig mit dem ersten Bereich 76 ist ein zweiter Bereich 78 verbunden, welcher insbesondere parallel zu dem zweiten Abstützungsbereich 72 orientiert ist. Dieser zweite Bereich 78 der Dichtung 74 liegt an dem zweiten Abstützungsbereich 72 des Scheibenelements 66 an und an einer gegenüberliegenden Fläche des Überlappbereichs 68 des Halteelements 34.
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Die Dichtung 74 ist insbesondere einstückig ausgebildet. Durch sie wird der Sensor 10 im Bereich der zentralen Öffnung 36 bei der Durchführung des Anschlusskabels 62 abgedichtet, und zwar derart, dass Spalten und dergleichen vermieden sind.
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An einer Außenseite ist der Überlappbereich 68 beispielsweise mit einem Sechskant 80 versehen, welcher zum entsprechenden drehmomentbeaufschlagten Aufschrauben des Halteelements 34 auf den Stutzen 26 dient.
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Die Dichtungen 44 und 74 sind insbesondere aus einem Elastomer herstellt und elastisch ausgebildet. Durch Kraftbeaufschlagung des Sechskants 80 lässt sich die Fixierung des Halteelements 34 an dem Gehäuse 12 erreichen und die Dichtungen 44 und 74 lassen sich entsprechend zusammendrücken, um eine optimierte Abdichtung zu erhalten.
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Der erfindungsgemäße Sensor 10 ist hygienegerecht ausgebildet. Die Gewindeeinrichtung mit dem Außengewinde 32 und dem Innengewinde 40 ist zum Außenraum hin durch das Halteelement 34 abgedeckt. Die Dichtungen 44 und 74 verhindern die Ausbildung von Spalten an einer Außenkontur des Gehäuses 12. Es sind dadurch Spalte und dergleichen vermieden, die zur Entstehung von Bakteriennestern führen können.
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Bei einem Ausführungsbeispiel (vgl. insbesondere 2 und 3) sitzt an dem Scheibenelement 66 ein Steckerteil 82. In der Hülse sitzt ein passendes Gegensteckerteil 84. Zur elektrischen Verbindung an das Anschlusskabel 62 lässt sich bei der Herstellung des Sensors 10 das Steckerteil 82 auf das Gegensteckerteil 84 in der Hülse 54 aufsetzen. Das Gehäuse 12 wird dann durch Aufschrauben des Halteelements 34 geschlossen.
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Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensors, welches in den 7 bis 11 gezeigt und dort mit 86 bezeichnet ist, ist ein Gehäuse 88 vorgesehen. Dieses ist an einem Vorderende 90 geschlossen. An einem dem Vorderende 90 gegenüberliegenden Ende ist das Gehäuse offen. Es hat dabei eine dem Vorderende gegenüberliegende Stirnseite 92, welche stufenförmig ausgebildet ist. Diese Stirnseite 92 hat einen Außenbereich 94, gegen welchen ein Innenbereich 96 zurückgesetzt ist. Dadurch ist eine insbesondere zu dem Vorderende 90 parallele Anlagefläche 98 gebildet, welche seitlich nach außen durch den Außenbereich 94 abgedeckt ist. Der Außenbereich 94 wiederum selber bildet eine Anlagefläche 100, welche gegenüber der Anlagefläche 98 erhöht ist. Beispielsweise sind die Anlageflächen 98 und 100 ringförmig und koaxial zueinander ausgerichtet.
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Das Gehäuse 88 ist insbesondere becherförmig oder rohrförmig ausgebildet. In einem Innenraum sind entsprechende sensitive Elemente und eine elektronische Schaltungsanordnung positioniert (in den Zeichnungen nicht gezeigt).
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Das Gehäuse ist gegenüberliegend dem Vorderende 90 durch einen Deckel 102 geschlossen. Dieser Deckel 102 bildet ein Halteelement 104, wie untenstehend noch näher beschrieben wird. Dieses Halteelement 104 liegt mit einer entsprechenden Anlagefläche 106 an der Anlagefläche 100 des Gehäuses 88 an und ist mit diesem beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen (wie Laserschweißen) abgedichtet verbunden.
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Das Halteelement 104 hat eine zentrale Öffnung 108. Durch diese zentrale Öffnung ist ein Anschlusskabel 110 durchgeführt und entsprechend in einen Innenraum des Gehäuses 88 geführt.
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An dem Anschlusskabel 110 sitzt ein Element 112. Dieses Element 112 ist insbesondere an dem Anschlusskabel 110 angespritzt. Das Element 112 und das Anschlusskabel 110 bilden eine Anschlusskabeleinrichtung. Das Element 112 überdeckt die zentrale Öffnung 108 an einer Außenseite des Sensors 110. Es weist dabei ein oder mehrere Greifelemente 114 auf, welche über einen Hinterschnitt 116 in dem Halteelement 104 im Bereich der zentralen Öffnung 108 positioniert sind. Beispielsweise ist das Halteelement 104 an dem Element 112 angespritzt. Das Greifelement 114 ist beispielsweise ein umlaufender Ring, welcher in dem Halteelement 104 positioniert ist, wobei sich zur Ausbildung des Hinterschnitts 116 ein Innendurchmesser dieses Rings verkleinert. Das Element 112 mit dem oder den Greifelementen 114 bildet gleichzeitig eine Dichtung, welche die zentrale Öffnung 108 nach außen abdichtet.
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Mit dem Element 112 beispielsweise durch Anspritzung verbunden ist ein Scheibenelement 118. Dieses Scheibenelement 118 stützt sich über einen ersten Abstützungsbereich 120 an der Anlagefläche 98 ab. Das Scheibenelement 118 hat dabei einen größeren Durchmesser als das Element 112 und als das Anschlusskabel 110.
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Mit einem dem ersten Abstützungsbereich 120 gegenüberliegenden zweiten Abstützungsbereich 122 stützt sich das Scheibenelement 118 an dem Halteelement 104 ab. Das Scheibenelement 118 und damit auch die Kombination aus Anschlusskabel und Element 112 (die Anschlusskabeleinrichtung) stützen sich an dem Gehäuse 88 ab. Das Scheibenelement 118 ist zwischen dem Halteelement 104 und dem Gehäuse 88 eingeklemmt und dadurch fixiert. Über das oder die Greifelemente 114 mit dem Hinterschnitt 116 ist wiederum die Anschlusskabeleinrichtung im Bereich der zentralen Öffnung 108 an dem Halteelement 104 gehalten.
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Durch die Schweiß- oder Klebeverbindung zwischen dem Halteelement 104 und dem Gehäuse 88 ist eine dichte Verbindung erreicht. Das oder die Greifelemente 114 wiederum sorgen an der zentralen Öffnung 108 für eine Abdichtung.
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Dadurch ist eine zum Außenraum hin gewindefreie und spaltfreie Ausbildung des Sensors 86 erreicht, so dass dieser hygienegerecht ist.
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Bei einem dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensors, welches in den 12 bis 18 gezeigt und dort mit 124 bezeichnet ist, ist ein Gehäuse vorgesehen, welches dem Gehäuse 88 des Sensors 86 entspricht. Es werden für gleiche Elemente deshalb gleiche Bezugszeichen verwendet. Dieses Gehäuse 88 ist bei dem Sensor 124 durch ein Halteelement 126 geschlossen. Dieses Halteelement 126 hat eine zentrale Öffnung 128. Die zentrale Öffnung 128 hat insbesondere die Gestalt eines Hohlkegelabschnitts. Eine Kegelachse ist dabei insbesondere koaxial zu einer Sensorachse und ein (gedachter) Kegelwinkel liegt außerhalb des Sensors 124 näher zu einem Hinterende als zu dem Vorderende 90.
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An dem Sensor 124 ist ein Anschlusskabel 130 angeschlossen. An dem Anschlusskabel 130 sitzt mit diesem verbunden beispielsweise durch Anspritzung ein Element 132. Dieses Element 132 hat insbesondere eine konische Gestalt. Das Element 132 sitzt dabei in der zentralen Öffnung. Das Element 132 und das Anschlusskabel 130 bilden eine Anschlusskabeleinrichtung.
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An dem Element 132 wiederum sitzt ein Scheibenelement 134. Dieses Scheibenelement 134 ist insbesondere mit dem Element 132 einstückig verbunden und beispielsweise an dieses bzw. das Anschlusskabel 130 angespritzt. Das Scheibenelement 134 weist einen größeren Durchmesser als das Element 132 auf. Das Scheibenelement 134 stützt sich analog zu dem Scheibenelement 118 des Sensors 86 an der Anlagefläche 98 der Stirnseite 92 des Gehäuses 88 ab. Ferner stützt sich das Scheibenelement 134 an dem Halteelement 126 ab. Das Halteelement 126 ist mit der Stirnseite 92 des Gehäuses 88 insbesondere über die Anlagefläche 100 verbunden (beispielsweise durch Laserschweißen).
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An der zentralen Öffnung 108 sitzt zwischen dem Element 132 und einer Wandung 136 des Halteelements 126 (welches die konische zentrale Öffnung 128 definiert) eine Dichtung 138. Diese Dichtung 138 selber wiederum ist konisch ausgebildet mit einer konischen Innenfläche und einer konischen Außenfläche. Sie ist beispielsweise als Ringdichtung ausgebildet und aus einem Elastomermaterial hergestellt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Dichtung 138 einen Wulst 140 an oder in der Nähe ihrer Seite 142 mit dem kleineren Durchmesser auf. Dieser Wulst 140 stellt eine Abweichung von der konischen Geometrie dar. Im Bereich des Wulstes 140 hat die Dichtung 138 einen größeren Durchmesser als es der konischen Geometrie entspricht. Dieser Wulst 140 ist bei dem in den 17 und 18 gezeigten Ausführungsbeispiel an einer Außenseite 144 der Dichtung 138 angeordnet. Der Wulst 140 liegt dann im Bereich der zentralen Öffnung 108, welcher dem Vorderende 90 abgewandt ist. Es wird dadurch eine erhöhte Dichtwirkung erreicht.
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Der Sensor 124 ist hygienegerecht ausgebildet. Das Gehäuse 88 ist über die Dichtung 138 effektiv abgedichtet. Gewinde oder Spalte, welche Bakteriennester ausbilden können, sind vermieden.
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Bei einem vierten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensors, welches in den 19 bis 22 gezeigt und dort mit 146 bezeichnet ist, sitzt eine Anschlussbuchse 148 an einem Gehäuse 150. Die Anschlussbuchse 148 ist beispielsweise auf das Gehäuse 150 aufgesteckt und mit diesem verschraubt. Zwischen der Anschlussbuchse 148 und dem Gehäuse 150 sitzt insbesondere eine Dichtung 152. Die Anschlussbuchse 148 umfasst ein Halteelement 154, welches mit dem Gehäuse 150 verbunden ist. Das Halteelement 154 weist einen Innenraum auf. Das Halteelement 154 hat ferner eine zentrale Öffnung 156. In der zentralen Öffnung 156 sitzt ein Element 158, welches mit einem Anschlusskabel 160 verbunden ist und beispielsweise an dieses angespritzt ist. Das Element 158 und das Anschlusskabel 160 bilden eine Anschlusskabeleinrichtung.
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Das Element 158 überlappt dabei die zentrale Öffnung 156 an dem Außenbereich und deckt diese ab.
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Das Element 158 ist wiederum mit einem Scheibenelement 162 verbunden. Das Scheibenelement 162 ist beispielsweise angespritzt.
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Das Scheibenelement 162 weist einen größeren Querschnitt als das Element 158 auf. Das Scheibenelement 162 ist beispielsweise über ein Steckerteil 164 in dem Halteelement 154 positioniert. Das Steckerteil 164, welches zum Aufsetzen auf ein entsprechendes Gegensteckerteil dient, ist beispielsweise über eine Gewindeeinrichtung 166 in dem Halteelement 154 verschraubt. Das Scheibenelement 162 stützt sich dann über einen ersten Abstützungsbereich 168 an dem Gehäuse 150 ab, da die entsprechenden Kräfte über die Gewindeeinrichtung 166 und das Halteelement 154 in das Gehäuse 150 eingeleitet werden.
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Über einen zweiten Abstützungsbereich 170 stützt sich das Scheibenelement 162 an einem Überlappbereich 172 des Halteelements 154 ab.
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An der zentralen Öffnung 156 ist zwischen dem Überlappbereich 172 und dem Element 158 eine Dichtung 174 angeordnet. Das Element 158 weist dazu eine beispielsweise ringförmige Nut 176 zur Aufnahme dieser Dichtung 174 auf. Die Dichtung 174 ist beispielsweise konisch ausgebildet mit einer konischen Außenfläche und einer zylindrischen Innenfläche. Über die zylindrische Innenfläche liegt sie an der Nut 176 an. Über die konische Außenfläche liegt sie an dem Überlappbereich 172 an, und zwar an einer Wandung dort, welche die zentrale Öffnung 156 begrenzt. Ferner stützt sich die Dichtung 174 an einer entsprechenden Nutwandung 178 direkt an dem Scheibenelement 162 ab. An einer dieser Nutwandung 178 gegenüberliegenden Anlagefläche 180 stützt sich die Dichtung 174 auch noch an dem Element 158 ab.
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Auch die Ausbildung des Sensors 146 ist hygienegerecht. Die Gewindeeinrichtung 166 ist durch das Halteelement 154 nach außen abgedeckt. Die Dichtung 174 vermeidet Spalte usw., so dass Bakteriennester vermieden sind. Weiterhin ist der Sensor leicht reinigbar.
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Als Material für die Dichtungen der Sensoren 10, 86, 124, 146 werden insbesondere Elastomermaterial und insbesondere FDH-zugelassene Materialien (lebensmittelzugelassene Materialien) verwendet.
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Ein erfindungsgemäßer Sensor ist beispielsweise als induktiver Sensor, kapazitiver Sensor, optischer Sensor oder Ultraschallsensor ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Sensor (erstes Ausführungsbeispiel)
- 12
- Gehäuse
- 14
- erster Bereich
- 16
- zweiter Bereich
- 18
- Innenraum
- 20
- Vorderende
- 22
- Deckelelement
- 24
- Ende
- 26
- Stutzen
- 28
- Wandung
- 30
- Ende
- 32
- Außengewinde
- 34
- Halteelement
- 36
- zentrale Öffnung
- 38
- Sensorachse
- 39
- Innenraum
- 40
- Innengewinde
- 42
- Stirnseite
- 44
- Dichtung
- 46
- erster Bereich
- 48
- zweiter Bereich
- 50
- Innenelement
- 52
- Stirnseite
- 54
- Hülse
- 56
- Halteelement
- 58
- Innenraum
- 60
- elektrische Anschlusseinrichtung
- 62
- Anschlusskabel
- 64
- Element
- 66
- Scheibenelement
- 68
- Überlappbereich
- 70
- erster Abstützungsbereich
- 72
- zweiter Abstützungsbereich
- 74
- Dichtung
- 76
- erster Bereich
- 78
- zweiter Bereich
- 80
- Sechskant
- 82
- Steckerteil
- 84
- Gegensteckerteil
- 86
- Sensor (zweites Ausführungsbeispiel)
- 88
- Gehäuse
- 90
- Vorderende
- 92
- Stirnseite
- 94
- Außenbereich
- 96
- Innenbereich
- 98
- Anlagefläche
- 100
- Anlagefläche
- 102
- Deckel
- 104
- Halteelement
- 106
- Anlagefläche
- 108
- zentrale Öffnung
- 110
- Anschlusskabel
- 112
- Element
- 114
- Greifelement
- 116
- Hinterschnitt
- 118
- Scheibenelement
- 120
- erster Abstützungsbereich
- 122
- zweiter Abstützungsbereich
- 124
- Sensor (drittes Ausführungsbeispiel)
- 126
- Halteelement
- 128
- zentrale Öffnung
- 130
- Anschlusskabel
- 132
- Element
- 134
- Scheibenelement
- 136
- Wandung
- 138
- Dichtung
- 140
- Wulst
- 142
- Seite
- 144
- Außenseite
- 146
- Sensor (viertes Ausführungsbeispiel)
- 148
- Anschlussbuchse
- 150
- Gehäuse
- 152
- Dichtung
- 154
- Halteelement
- 156
- zentrale Öffnung
- 158
- Element
- 160
- Anschlusskabel
- 162
- Scheibenelement
- 164
- Steckerteil
- 166
- Gewindeeinrichtung
- 168
- erster Abstützungsbereich
- 170
- zweiter Abstützungsbereich
- 172
- Überlappungsbereich
- 174
- Dichtung
- 176
- Nut
- 178
- Nutwandung
- 180
- Anlagefläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007011452 U1 [0002]
- DE 102007017918 B4 [0003]
