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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Messung wenigstens einer Messgröße eines Fluids, insbesondere in Waschmaschinen oder Geschirrspülmaschinen, mit einem ersten Gehäuse und mit wenigstens einer im ersten Gehäuse angeordneten Messkomponente zur Messung der wenigstens einen Messgröße des Fluids, wobei das erste Gehäuse so ausgestaltet ist, dass es geeignet ist, die wenigstens eine Messkomponente vom Fluid abzuschotten. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Messvorrichtung zum Erfassen der Trübung von in Haushaltsgeräten als Arbeitsmedium eingesetzten Fluiden, insbesondere Wasser. Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung von Gehäusekomponenten zum besonders effektiven Abschotten der wenigstens einen Messkomponente. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Schutzanspruchs.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Beim Erfassen und Auswerten von Messgrößen von Fluiden ist es in vielen Anwendungsfällen von großer Bedeutung, die verwendete Sensorik vor dem Fluid zu schützen. Dies gilt z.B. auch für die Trübungsmessung bei Haushaltsgeräten. In Hinblick auf eine lange Lebensdauer und eine zuverlässige Messung ist bestmöglicher Schutz der Sensorik und Elektronik vor äußeren Einwirkungen, insbesondere vor Wasser bzw. Feuchte von Interesse. Je nachdem, wie gut ausgeprägt ein Schutz bei den Messgeräten ist, wird das Messgerät in einer mehr oder weniger hohen Schutzklasse klassifiziert. Es besteht insbesondere bei hohen qualitativen Anforderungen und in Hinblick auf langlebige Geräte Interesse daran, für die verwendete Messtechnologie eine höhere Schutzklasse sicherstellen zu können, möglichst ohne die bereits erprobten und etablierten sensorischen Eigenschaften der Messtechnik dabei abwandeln bzw. neu erfassen zu müssen. Dieses Interesse betrifft bei Haushaltsgeräten unter anderem die Trübungs- und Temperaturmessung, denn bei dieser Messung soll das Fluid die Sensorik im Idealfall umspülen können.
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Bisher wurden bereits unterschiedliche Maßnahmen ergriffen, um den Schutz der Sensorik und Elektronik zu verbessern: Einhausung der elektronischen und sensorischen Komponenten in ein abgedichtetes Gehäuse, Einbettung (Eingießen) in eine Vergussmasse, oder auch Maßnahmen in der relativen örtlichen Anordnung der Sensorik, soweit dies messtechnisch realisierbar ist.
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Die internationale Veröffentlichungsschrift
WO 2014/207125 A1 der Marquardt Mechatronik GmbH beschreibt eine Sensorvorrichtung für Haushaltsgeräte wie z.B. Waschmaschinen, welche ein Gehäuse aufweist, welches eine oder mehrere Messkomponenten einhaust, beispielsweise umfassend einen Druck-, Trübungs- und Temperatursensor. Das Gehäuse besteht z.B. aus einem Gehäusekörper und einem Gehäusedeckel, wobei der Gehäusekörper die Messkomponenten zumindest teilweise einhaust, und wobei der Gehäusedeckel an den Gehäusekörper geflanscht werden kann und dabei ebenfalls die Messkomponenten zumindest teilweise einhaust. Der konstruktive Aufbau dieser Messvorrichtung umfasst auch in einem von Fluid umspülten Abschnitt.
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Des Weiteren beschreiben die folgenden Veröffentlichungen weitere Arten der Verbindung von Gehäuseteilen bei spezifisch je Anwendungsfall verwendbaren Sensoren:
EP 1 335 060 A1 ,
WO 2005/057190 A1 . Beispielsweise ist ein Deckel an einem Gehäuseteil zur Aufnahme einer Platine vorgesehen, wobei der Deckel unter Verwendung von Schnapp- und/oder Rastverbindungen am Gehäuseteil gesichert wird. Oder beispielsweise ist ein Gehäuse der Sensorvorrichtung mit Gehäusefingern ausgestaltet, und ein Gehäusedeckel kann unter Verwendung von Dichtelementen am korrespondierenden Gehäuseteil befestigt werden. Der Gehäusedeckel weist beispielsweise eine Umwandung auf, welche wenigstens teilweise eine Steckverbindung umgibt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht Interesse an weiterer Optimierung der Verwendung bzw. Verwendbarkeit der Sensorik, insbesondere auch hinsichtlich Schutz der Sensorik vor Einwirkungen von außen oder durch das Fluid bzw. durch die Einbausituation.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe ist, eine Messvorrichtung zur Erfassung von Fluid-Eigenschaften insbesondere bei Haushaltsgeräten bereitzustellen, womit der Schutz von Sensorik und Elektronik vor äußeren Einflüssen und vor dem Fluid weiter verbessert werden kann. Insbesondere besteht die Aufgabe darin, eine Messvorrichtung zur Erfassung von Fluid-Eigenschaften wie der Trübung und der Temperatur in möglichst maximal hoher Schutzklasse für die zu verwendende Sensorik bereitzustellen. Insbesondere kann die Aufgabe auch dahingehend formuliert werden, eine Erfassung von Fluid-Eigenschaften, insbesondere der Trübung des Fluids, mittels einer vorrichtungstechnisch bzw. konstruktiv optimierten Messvorrichtung derart zu ermöglichen, dass die dafür erforderliche Sensorik bei einer möglichst hohen Schutzklasse auf besonders betriebssichere Weise verwendbar ist, wobei insbesondere der Aufbau und die Funktionsweise der bisher verwendeten Messtechnologie nicht oder kaum angepasst werden müssen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Messvorrichtung gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den jeweiligen Unteransprüchen erläutert. Die Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sind miteinander kombinierbar, sofern dies nicht explizit verneint ist.
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Bereitgestellt wird eine Messvorrichtung zur Messung wenigstens einer Messgröße eines Fluids, insbesondere Messvorrichtung für Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen oder Geschirrspülmaschinen, mit einem ersten Gehäuse und mit wenigstens einer im ersten Gehäuse angeordneten Messkomponente zur Messung der wenigstens einen Messgröße des Fluids, wobei das erste Gehäuse so ausgestaltet ist, dass es geeignet ist, die wenigstens eine Messkomponente vom Fluid abzuschotten.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Messvorrichtung ein zweites Gehäuse aufweist, welches das erste Gehäuse und auch die wenigstens eine Messkomponente derart umgibt, dass das erste Gehäuse und auch die wenigstens eine Messkomponente mittels des zweiten Gehäuses vom Fluid abgeschottet und gegen das Fluid abgedichtet ist/sind, so dass zumindest im vom Fluid umspülten Bereich ein doppelwandiges Gehäuse gebildet ist. Dies liefert einen erheblich größeren Schutz der Sensorik gegen äußere Einflüsse wie z.B. Wasser, Feuchte, mechanische Belastung, Temperatureinwirkung. Zudem schützt auch das innere Gehäuse die Sensorik, und zwar auch bei einer Beschädigung oder Funktionseinbuße des äußeren Gehäuses. Dadurch kann nicht zuletzt auch eine höhere Schutzklasse erzielt werden.
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Die Messvorrichtung kann auf vergleichsweise einfache Weise in einer höheren elektrischen Schutzklasse klassifiziert werden. Vorteilhafterweise brauchen der Aufbau und die Funktionsweise der bisher verwendeten Messtechnologie nicht oder kaum angepasst werden. Insbesondere kann sichergestellt werden, dass die Sensorik dieselbe Kennlinie bzw. messtechnische Charakteristik aufweist wie bei einer Verwendung bei nur einem Gehäuse. Die Gehäuseteile, insbesondere das erste und zweite Gehäuse, können auf vergleichsweise materialsparende und kostengünstige Weise hergestellt werden, z.B. aus Kunststoffmaterialien. Ferner lassen sich auch Vorteile hinsichtlich Platzbedarf und Baugröße und Einbausituation erzielen.
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Es hat sich gezeigt, dass das zweite geschaffene Gehäuse nicht nur Vorteile hinsichtlich Schutz und Abdichtung der Sensorik aufweist, sondern auch weitere Anwendungsvorteile bietet. Im Gegensatz zu bisher verwendeten Messvorrichtungen kann für das zweite Gehäuse eine Dichtung konzipiert werden, die unabhängig von der exakten Ausgestaltung des ersten Gehäuses oder des Anschlussteils (Basis) weitgehend standardisiert sein/werden kann. Wahlweise kann die Abdichtung ebenfalls mehrfach ausgestaltet werden, insbesondere indem an der Schnittstelle bzw. im Flansch zwischen erstem und zweitem Gehäuse eine weitere Dichtung vorgesehen wird.
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Dabei kann unverändert von den vorteilhaften sensorischen Eigenschaften der Messkomponenten profitiert werden, insbesondere auch hinsichtlich der Trübungsmessung. Es hat sich gezeigt, dass eine Anpassung der Messvorrichtung z.B. durch die folgenden Maßnahmen auf einfache Weise realisiert werden kann: die Flächen des ersten und/oder zweiten Gehäuses können vorteilhafterweise orthogonal (zumindest annähernd im Winkel von 90°) zu den optischen Komponenten bzw. zu einer optischen Messstrecke angeordnet sein; die Oberflächen des ersten und/oder zweiten Gehäuses können wenigstens im angrenzenden Bereich der Messvorrichtung poliert sein, insbesondere um Brechungsverluste, Streuung oder dergleichen nachteilige optische Effekte vermeiden zu können.
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Das zweite Gehäuse ist dasjenige Gehäuse, welches in Kontakt mit dem Fluid gelangt. Das erste Gehäuse kann mittels des zweiten Gehäuses vollständig vom Fluid abgeschottet werden. Durch die folgenden Maßnahmen am zweiten Gehäuse kann die Messvorrichtung weiter optimiert werden, insbesondere hinsichtlich messtechnischer Eigenschaften: strömungs- und distanzoptimiertes Design; optimierte Umspülung des Sensorik bzw. der Messkomponente(n), insbesondere ohne Beeinflussung der Trübungsmessstrecke; Abdichtung bevorzugt in Ausgestaltung als O-Ring-Abdichtung gegebenenfalls nach einsatzoptimierter Spezifikation; gute Wärmeleiteigenschaften insbesondere im Bereich einer Temperatur-Messkomponente; chemische Beständigkeit gegen Wärmeleitpaste und Waschlauge.
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Das erste Gehäuse und/oder das zweite Gehäuse weist bevorzugt ein klartransparentes Material auf (insbesondere transparent für Infrarotstrahlung-/licht), zumindest in Bereichen bzw. an Fenstern, welche von einer optischen Messstrecke durchkreuzt werden. Das Material des ersten und/oder zweiten Gehäuses ist bevorzugt chemisch beständig, insbesondere gegen Wärmeleitpaste. Das Material des ersten und/oder zweiten Gehäuses weist bevorzugt eine gute Wärmeleitung auf, insbesondere im Bereich einer Temperatur-Messkomponente. Die Anordnung einer/der Temperatur-Messkomponente kann je nach Ausgestaltung der Messvorrichtung jeweils individuell optimiert bzw. vordefiniert sein.
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Das erste und/oder zweite Gehäuse kann dabei auch eine Funktion als Gehäusedeckel übernehmen, insbesondere bei einer Befestigung an einer/der Basis der Messvorrichtung. Das erste Gehäuse kann ein erster Gehäusedeckel sein, und das zweite Gehäuse kann ein zweiter Gehäusedeckel sein, der über den ersten Gehäusedeckel übergestülpt ist.
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Bevorzugt wird die Abschottungsfunktion, also das Abdichten der Sensorik und Elektrik gegen das Fluid, vollständig durch das zweite Gehäuse geleistet. Dadurch kann das zweite Gehäuse auch in der Einbausituation angeflanscht bleiben und das Haushaltsgerät abdichten, derweil z.B. eine Wartungsmaßnahme an der wenigstens einen Messkomponente durchgeführt wird, wahlweise auch durch Entnahme der ersten Messkomponente. Dies ermöglicht auch eine Wartung bei vorhandenem Fluid-Druck (dauerhafte Befestigung, keine Abdichtungsproblematik). Nicht zuletzt kann dadurch eine einbaufertige Einheit bereitgestellt werden, die auch sehr einfache Art und Weise montiert werden kann, insbesondere durch eine Steckverbindung bzw. durch Verklipsen.
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Bei Verwendung einer Trübungs-Messkomponente weist die optische Messstrecke zwischen Sender und Empfänger bevorzugt ein vordefiniertes optimales Längenmaß innerhalb des zu messenden Fluids auf. Sender und Empfänger können z.B. auf einer gabelförmigen Leiterplatte mit entsprechender Spreizung (Abstand von Sender und Empfänger) angeordnet sein. Bei Verwendung einer doppelwandigen/doppelschaligen Gehäusekonstruktion (aneinander liegende Wandungen des ersten und zweiten Gehäuses) ist es zweckmäßig, die Gabelspreizung je nach Wandstärke zu erhöhen, um sicherzustellen, dass der optimale Abstand von Sender und Empfänger bzw. die optimale Länge der Messstrecke im Fluid beibehalten werden kann. Beispielsweise wird die Gabelspreizung um 20-30%, insbesondere 25% größer ausgeführt als bei Messvorrichtungen mit nur einem Gehäuse.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umschließt das zweite Gehäuse das erste Gehäuse zumindest in Umfangsrichtung vollständig und stellt eine redundante Abschottung der wenigstens einen Messkomponente vom Fluid sicher. Dies erleichtert auch die Integration der Dichtfunktion in das zweite Gehäuse.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel bildet das erste Gehäuse eine zwischengeschaltete zusätzliche Gehäusehülle in einer Anordnung zwischen einem Gehäusegrundkörper oder einer Basis der Messvorrichtung und dem zweiten Gehäuse, insbesondere bei form- und/oder kraftschlüssiger reversibler Verbindung von jeweils wenigstens zwei dieser drei Komponenten. Dies liefert auch eine ineinander verschachtelte Anordnung mit guter Schutzwirkung.
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Das erste und zweite Gehäuse können derart ineinandergreifen, dass zumindest im vom Fluid umspülten Bereich ein doppelwandiges Gehäuse gebildet ist. Anders ausgedrückt: Zumindest im vom Fluid umspülten Bereich sind das erste und zweite Gehäuse in geometrischer Hinsicht weitgehend deckungsgleich oder formgleich ausgestaltet, mit dem zweiten Gehäuse je nach Wandstärke in kleinem, leichtem Übermaß im Vergleich zum ersten Gehäuse.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind das erste und zweite Gehäuse mittels Verbindungsmitteln reversibel aneinander gekuppelt/kuppelbar, insbesondere mittels Rastmitteln. Dies erleichtert nicht zuletzt die Realisierung des erfindungsgemäßen Schutz-Konzeptes in der Praxis, insbesondere auch hinsichtlich Wartung und (De-)Montage.
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Vorteilhafterweise sind das erste und zweite Gehäuse jeweils durch Verklipsen kuppelbar, also durch eine einfache Steckverbindung. Zumindest die Kupplung zwischen dem zweiten (äußeren) und dem ersten (inneren) Gehäuse ist bevorzugt eine Klips-Verbindung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel bilden das erste und zweite Gehäuse in montiertem Zustand eine Gehäuse-in-Gehäuse-Anordnung, insbesondere mit unmittelbar oder zumindest annähernd spaltfrei aneinander anliegenden Mantelflächen. Dies begünstigt auch die Nutzung vorteilhafter sensorischer Eigenschaften und vorbekannter Messtechnologie ohne spürbare Nachteile oder Nebeneffekte durch eine zusätzliche Gehäusewandung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Messvorrichtung wenigstens ein Dichtmittel auf, welches in einer Anordnung außen am zweiten Gehäuse eine Abdichtung zwischen dem zweiten Gehäuse und dem Fluid sicherstellt und dadurch das/die Gehäuse gegen das Fluid abdichtet. Die Integration der Abdicht-Funktion in das weitere, zusätzliche, außenliegende Gehäuse ermöglicht, die Schutzwirkung noch effektiver von der zu schützenden Sensorik abzugrenzen, nicht zuletzt auch durch räumliche Trennung. Wahlweise kann die Dichtfunktion ebenfalls mehrfach ausgeführt werden, insbesondere durch eine zweite Dichtung auch am ersten Gehäuse.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das zweite Gehäuse einen Kragen mit einer Schulter auf, an welcher eine vollumfänglich umlaufende Dichtfläche vorgesehen ist, insbesondere zur Anlage eines O-Rings. Dies begünstigt nicht zuletzt die Verwendung effektiver, einfach zu implementierender Dichtungs-Technologie.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das zweite Gehäuse eine insbesondere zylindrische Kupplungsmantelfläche auf, an welcher Verbindungsmittel, insbesondere Rastmittel zum Kuppeln des zweiten Gehäuses an das erste Gehäuse vorgesehen sind. Dies begünstigt nicht zuletzt auch eine stabile Verbindung, eine gute Zugänglichkeit und ein einfaches Kuppeln bzw. (De-)Montieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuse eine weitere Dichtung vorgesehen. Dies ermöglicht auch, die Abdichtung wahlweise an mehreren Schnittstellen mehrfach auszuführen, wodurch gegebenenfalls eine noch höhere Schutzklassifizierung erzielt werden kann.
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Im Folgenden werden vorteilhafte Ausrichtungen einer gabelförmigen Ausgestaltung mit wenigstens zwei Fortsätzen bzw. Höckern näher beschrieben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das erste Gehäuse wenigstens einen hervorstehenden Gehäuseansatz zur Aufnahme der wenigstens einen Messkomponente auf, wobei das zweite Gehäuse wenigstens einen geometrisch korrespondierenden hervorstehenden Gehäuseansatz aufweist. Dies ermöglicht auch, eine/die Trübungs-Messkomponente auf bisher erprobte vorteilhafte Weise zu verwenden. Die optische Messstrecke für die Trübungsmessung verläuft dabei durch beide Gehäusewandungen. Dabei sind Sender und Empfänger der Trübungs-Messkomponente doppelt geschützt innerhalb des ersten Gehäuses angeordnet.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen das erste und zweite Gehäuse jeweils einen oder zwei geometrisch korrespondierende hervorstehende Gehäuseansätze auf, wobei diese geometrisch korrespondierenden ersten und zweiten Gehäuseansätze in moniertem Zustand in der Art aneinander anliegender Schalen angeordnet oder ausgestaltet sind. Dies ermöglicht nicht zuletzt auch eine Minimierung von optischen oder sonstigen Nebeneffekten.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen das erste und zweite Gehäuse jeweils zwei geometrisch korrespondierende hervorstehende Gehäuseansätze auf, wobei in jedem Gehäuseansatz eine Messkomponente zur Erfassung von Trübung des Fluids angeordnet ist, wobei diese Messkomponente auch vom entsprechenden Gehäuseansatz des zweiten Gehäuses umgeben ist. Die zusätzliche Abschottung der im Fluid angeordneten bzw. vom Fluid umspülten Sensorik durch das zweite Gehäuse liefert insbesondere in den besonders exponierten Bereichen besonders hohen Schutz.
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Wahlweise kann ein weiterer Gehäuseansatz bzw. eine Art Brücke zwischen den beiden Gehäuseansätzen für den Trübungssensor vorgesehen sein, nämlich ein vergleichsweise kurzer und beispielsweise annähernd mittig angeordneter Gehäuseansatz für einen Temperatursensor (weitere Messkomponente). Der Temperatursensor kann ebenfalls an einer/der Leiterplatte angeordnet und mittels der Leiterplatte angeschlossen sein, insbesondere mit der Leiterplatte in einer form-/kraftschlüssigen Anordnung in der Basis. Somit kann mittels des zweiten Gehäuses eine doppelte Einhausung aller wesentlichen Messkomponenten erfolgen (im Sinne einer funktionalen Doppelung sicherheitsrelevanter Gehäusekomponenten), insbesondere der Messkomponenten für die Trübungs- und Temperaturmessung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegen das erste und zweite Gehäuse zumindest in einem vom Fluid umgebenen Abschnitt oder Bereich des zweiten Gehäuses schalenartig aneinander an, insbesondere bei minimiertem Spaltmaß zwischen den beiden Gehäusen. Dies begünstigt auch eine gute Messung, bei minimierten Nebeneffekten, und ermöglicht eine kleine Bauform.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind das erste und das zweite Gehäuse jeweils als Gehäusedeckel ausgestaltet, wobei diese zwei Gehäusedeckel jeweils oder in Reihe hintereinander an einen Gehäusegrundkörper oder an eine Basis der Messvorrichtung kuppelbar sind, wobei das zweite Gehäuse das erste Gehäuse überstülpt. Diese Ausgestaltung begünstigt auch ein Nachrüsten eines zusätzlichen Gehäuses bzw. Gehäusedeckels für bestehende Haushaltsgeräte. Das zweite Gehäuse kann geometrisch korrespondierend zum ersten Gehäuse ausgestaltet sein, als zusätzliche Gehäusekomponente, die von außen überstülpt und an der Mantelfläche befestigt werden kann. Somit sind, ausgehend von etablierten Konfigurationen, für das erste Gehäuse keine oder allenfalls minimale konstruktive und/oder messtechnische Anpassungen erforderlich.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann auch als Doppel-Gehäusedeckel beschrieben werden, oder als doppelwandiges Deckel-in-Deckel-Gehäuse.
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Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsformen des gesamten Aufbaus der Vorrichtung näher beschrieben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die wenigstens eine Messkomponente an einer Leiterplatte oder Sensoraufnahme vorgesehen, welche an einer Basis oder an einem Gehäusegrundkörper der Messvorrichtung befestigt ist, wobei die Basis oder der Gehäusegrundkörper an das erste Gehäuse kuppelbar ist, und wobei das zweite Gehäuse an das erste Gehäuse kuppelbar ist. Diese Konfiguration liefert einen einfachen Aufbau, der sich trotz zusätzlicher Gehäusekomponente im Wesentlichen auf nur vier bis fünf Komponenten reduzieren lässt: Basis, Sensoraufnahme, erstes Gehäuse, zweites Gehäuse, Dichtung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Messvorrichtung eine gabelförmige Leiterplatte oder Sensoraufnahme auf, an welcher an hervorstehenden Fortsätzen jeweils ein Sender und ein Empfänger einer/der Messkomponente angeordnet sind, wobei durch die Anordnung von Sender und Empfänger eine Messstrecke definiert ist, wobei Sender und Empfänger in montiertem Zustand vom ersten und zweiten Gehäuse höckerartig umhüllt oder umschlossen sind, wobei das ersten und zweite Gehäuse jeweils einen Freiraum im Bereich der Messstrecke bilden können (also zwischen den beiden Höckern bzw. Gehäuseansätzen). Dies ermöglicht auch eine besonders vorteilhafte Mess-Funktionalität bei der Trübungs-Messung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Messvorrichtung mehrere Messkomponenten zur Messung zumindest der Trübung des Fluids und ferner auch wenigstens einer weiteren Messgröße vorzugsweise der Temperatur. Es hat sich gezeigt, dass auch eine Kombination von wenigstens zwei Messkomponenten mit dem erfindungsgemäßen Gehäusekonzept kompatibel ist und sich auf vorteilhafte Weise implementieren lässt. Anders ausgedrückt: auch bei der vergleichsweise komplexeren Sensor-Technologie, bei welcher mehr als ein Parameter erfasst wird (insbesondere Trübung und Temperatur), kann das doppelwandige Gehäuse bzw. die Deckel-in-Deckel-Anordnung vorteilhaft in der Praxis realisiert werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Messvorrichtung eine gabelförmige Leiterplatte als Sensoraufnahme auf, an welcher mittig ein Temperatursensor angeordnet ist und jeweils außen ein/der Sensor und ein/der Empfänger einer/der Trübungs-Messkomponente, wobei die gabelförmigen Fortsätze der Leiterplatte im montierten Zustand sowohl vom ersten als auch vom zweiten Gehäuse umschlossen sind. Es hat sich gezeigt, dass auch die Temperaturmessung im Zusammenhang mit der höheren Schutzklasse und der Doppel-Gehäusewandung ermöglicht werden kann. Die Anordnung der Temperatur-Messkomponente ist vorteilhaft im mittigen Bereich der Fluid-Umströmung, also nahe dem Freiraum bzw. nahe der Messstrecke für die Trübungs-Messung.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Messvorrichtung zur Messung wenigstens einer Messgröße eines Fluids, insbesondere durch eine zuvor weiter oben beschriebene Messvorrichtung, hergestellt durch Bereitstellen eines ersten Gehäuses mit wenigstens einer im ersten Gehäuse angeordneten Messkomponente zur Messung der wenigstens einen Messgröße des Fluids, wobei das erste Gehäuse die wenigstens eine Messkomponente vom Fluid abschottet; und hergestellt durch Einhausen des ersten Gehäuses mittels des zweiten Gehäuses derart, dass das erste Gehäuse und auch die wenigstens eine Messkomponente mittels des zweiten Gehäuses vom Fluid abgeschottet und gegen das Fluid abgedichtet ist, wobei das erste und zweite Gehäuse zumindest im Bereich einer optischen Messstrecke der wenigstens einen Messkomponente eine Gehäuse-in-Gehäuse-Anordnung mit dem ersten Gehäuse in unmittelbarer oder zumindest annähernd spaltfreier Anlage innen am zweiten Gehäuse bilden. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Die Messvorrichtung kann dabei durch Verbauen von nur fünf Komponenten bereitgestellt werden: Basis, Sensoraufnahme, erstes Gehäuse, zweites Gehäuse, Dichtung. Die einzelnen Komponenten können aufeinander gesteckt werden, insbesondere in der Art eines Verklips-Vorganges. Die Dichtung kann vor dem Einbau eingelegt werden.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch Verwendung eines zweiten Gehäuses für eine Messvorrichtung bei der Messung wenigstens einer Messgröße eines Fluids, insbesondere für eine zuvor weiter oben beschriebenen Messvorrichtung, wobei die Messvorrichtung ein erstes Gehäuse mit wenigstens einer im ersten Gehäuse angeordneten Messkomponente aufweist, wobei das zweite Gehäuse dazu verwendet wird, das erste Gehäuse und auch die wenigstens eine Messkomponente derart zu umgeben und vom Fluid abzuschotten und gegen das Fluid abzudichten, dass das erste Gehäuse innerhalb des zweiten Gehäuses angeordnet ist und die beiden Gehäuse eine Gehäuse-in-Gehäuse-Anordnung bilden, insbesondere mit dem ersten Gehäuse in unmittelbarer oder zumindest annähernd spaltfreier Anlage innen am zweiten Gehäuse, insbesondere für die Messung zumindest der Trübung des Fluids und wahlweise auch der Temperatur des Fluids. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
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Gemäß einer Ausführungsform wird das zweite Gehäuse als zusätzlicher Gehäusedeckel bereitgestellt, in welchen die Dicht-Funktion integriert ist, und welcher wahlweise auch am Haushaltsgerät befestigt bleiben kann, wenn die Sensorik zusammen mit dem ersten Gehäuse demontiert werden soll.
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Figurenliste
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In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird die Erfindung noch näher beschrieben, wobei für Bezugszeichen, die nicht explizit in einer jeweiligen Zeichnungsfigur beschrieben werden, auf die anderen Zeichnungsfiguren verwiesen wird. Es zeigen:
- 1 in einer perspektivischen in montiertem Zustand eine Messvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
- 2 in einer geschnittenen Ansicht in montiertem die in 1 dargestellte Messvorrichtung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die Erfindung wird zunächst allgemein unter Bezugnahme auf alle Bezugszeichen beschrieben. Details werden im Zusammenhang mit der jeweiligen Figur erläutert.
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Eine Messvorrichtung 10 weist wenigstens eine Messkomponente 11 zur Messung wenigstens einer Messgröße eines Fluids auf, insbesondere zur Verwendung in Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen oder Geschirrspülmaschinen. Beispielsweise umfasst die wenigstens eine Messkomponente 11 eine Trübungsmessungs-Sensorik mit einem Sender 41 und einem Empfänger 42, zwischen welchen eine Messstrecke 43 definiert ist. Die Trübungsmessungs-Sensorik 11 ist, in montiertem Zustand, in einem von Fluid umspülten Bereich angeordnet. Wahlweise umfasst die wenigstens eine Messkomponente 11 auch weitere Sensoren, z.B. zur Erfassung der Temperatur. Die einzelnen Sensoren können auf einer Sensoraufnahme 4 bzw. unmittelbar auf einer Leiterplatte angeordnet sein, wobei die Sensoraufnahme beispielsweise gabelförmig ausgestaltet ist. Mittels einer gabelförmigen Leiterplatte bzw. Sensoraufnahme kann die Messstrecke 43 auch in konstruktiver Hinsicht auf vorteilhafte Weise vorgegeben werden. Die Sensoraufnahme 4 kann an eine Basis 5 oder einen entsprechenden Gehäusegrundkörper gekuppelt werden (mechanischer und elektrischer Anschluss).
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Der Gehäusegrundkörper bildet z.B. den unteren bzw. außenliegenden Teil des Gehäuses der Messvorrichtung 10.
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Die Messvorrichtung 10 ist im montierten Zustand mittels wenigstens eines Dichtmittels 1, insbesondere einer O-Ring-Dichtung, gegen das Fluid abgedichtet. Zur Trübungs- und Temperaturmessung ist die Messvorrichtung 10 üblicherweise zumindest teilweise vom Fluid umspült, ragt im montierten Zustand also in den Innenraum bzw. in den Arbeitsbereich des Fluids in das Haushaltsgerät hinein, insbesondere derart, dass die Trübungsmessungs-Sensorik und wahlweise auch weitere Messkomponenten vom Fluid umspült werden.
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Die Sensoraufnahme 4 ist von einem innenliegenden Gehäuse 3 (erstes Gehäuse) umgeben, welches z.B. mittels Verbindungsmitteln, insbesondere Rastmitteln an die Basis 5 gekuppelt ist.
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Zusätzlich ist das gehäuseumgebende, insbesondere gehäuseumschließende äußere Gehäuse 2 (zweites Gehäuse) vorgesehen, welches über das erste Gehäuse 3 gestülpt angeordnet werden kann und auch eine Dichtfunktion übernehmen kann.
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Dieses zusätzliche äußere Gehäuse 2 weist im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel einen Kragen 21 mit einer Schulter und einer vollumfänglich umlaufenden Dichtfläche 23 auf, wobei der Kragen 21 in eine Kupplungsmantelfläche 22 übergeht, an welcher Verbindungsmittel 7, insbesondere Rastmittel vorgesehen sind, die zusammen mit am ersten Gehäuse 3 ausgestalteten korrespondierenden Verbindungsmitteln 7, insbesondere Rastmitteln eine die beiden Gehäuseteile 2, 3 kuppelnde Gehäusekupplung 6 bilden. Die Gehäusekupplung 6 ist eine Kupplung zwischen zwei Gehäusedeckeln 2, 3, von denen der eine Gehäusedeckel 3 zwischengeschaltet ist und daher optional auch von einer Dichtfunktion entkoppelt werden kann. Dies ermöglicht beispielsweise auch, die Sensoraufnahme 4 zusammen mit dem inneren Gehäusedeckel 3 zu entnehmen (z.B. zu Wartungszwecken), derweil der abdichtende Gehäusedeckel 2 abdichtend am Haushaltsgerät angeflanscht bzw. angeordnet bleiben kann.
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Im in den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt die Dichtung 1 auf der umlaufenden Dichtfläche 23 auf und wird durch die Befestigung des äußeren Gehäuses 2 am Haushaltsgerät (nicht im Einzelnen dargestellt) beispielsweise gegen eine am Haushaltsgerät vorgesehene Dichtfläche gepresst.
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Die beiden Gehäuse bzw. Gehäusedeckel 2, 3 sind geometrisch korrespondierend ausgebildet, insbesondere mit einer Größenvariation lediglich entsprechend der durch die zusätzliche Wandstärke erforderlichen Größenänderung für ineinander liegende bzw. aneinander anliegende Montage. Somit kann das äußere Gehäuse 2 über das innere Gehäuse 3 gestülpt werden, bzw. der innere Gehäusedeckel 3 kann in den äußeren Gehäusedeckel 2 eingesetzt werden, insbesondere derart, dass die Gehäusewandungen mehr oder weniger spaltfrei aneinander zu Anlage kommen. Bezüglich der Verbindung dieser redundanten Gehäusedeckel 2, 3 mit der Basis 5 kann der Fachmann auf vorteilhaft verwendbare form-/kraftschlüssige Verbindungsmittel zurückgreifen, insbesondere auf solche, die eine manuelle (De-)Montage erleichtern (z.B. Click-, Rast-, Klips-, Schnapp-Verbindungen oder dergleichen).
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Zur Realisierung der Messtrecke 43 und zur Ermöglichung der Verwendung etablierter Sensorik insbesondere für die Trübungs- und Temperaturmessung sind sowohl am ersten als auch am zweiten Gehäuse 2, 3 zwei Gehäuseansätze 8 (Komponente des gabelförmigen Gehäuseabschnitts) vorgesehen, die geometrisch jeweils als eine Art Höcker beschrieben werden können (insbesondere im Bereich der Messstrecke als Doppel-Höcker). Zwischen den jeweiligen beiden Gehäuseansätzen 8 ist, zumindest bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel mit der im entsprechenden Bereich angeordneten optionalen zusätzlichen Messkomponente, bei beiden Gehäusedeckeln 2, 3 ein weiterer Gehäuseansatz 12 bzw. eine Brücke vorgesehen. In diese geschaffene Ausbuchtung, die in den Freiraum 13 zwischen den Höckern ragt, kann ein Temperatursensor vorteilhaft platziert werden, insbesondere hinsichtlich guter Reaktivität und Sensibilität zur Erfassung auch von geringen Temperaturdifferenzen. Insofern kann hier bei diesem spezifischen Ausführungsbeispiel auch von einem Dreifach-Höcker insbesondere im vom Fluid umspülten Bereich gesprochen werden.
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Die Gehäuse 2, 3 bilden zumindest im vom Fluid umspülten Bereich eine Gehäuse-in-Gehäuse-Anordnung 31, die insbesondere auch im Bereich der Messstrecke 43 und/oder im Bereich der Brücke 12 bei möglichst minimal dicker doppelwandiger Wandstärke ausgeführt ist, insbesondere spaltfrei oder zumindest annähernd ohne Zwischenraum. Dies begünstigt nicht zuletzt auch eine schnelle Messung, also eine Messung ohne spürbare Trägheit beispielsweise hinsichtlich Temperatur bzw. Wärmeübergang.
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In 1 ist erkennbar, dass das erste Gehäuse 3 ein zwischen Basis 5 und äußerem Gehäusedeckel 2 zwischengeschaltetes Gehäuse ist, wobei das erste und zweite Gehäuse 2, 3 eine Gehäuse-in-Gehäuse-Anordnung oder eine Deckel-in-Deckel-Anordnung bilden. Die beiden Gehäuse 2, 3 bzw. Gehäusedeckel sind im montierten Zustand übereinander gestülpt und zusammen oder einzeln an die Basis 5 gekuppelt.
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In 2 ist im Querschnitt durch die zusammengebaute Messvorrichtung 10 erkennbar, dass die Sensoraufnahme 4 zumindest annähernd eben ausgestaltet ist, wobei die einzelnen Messkomponenten 11, 41, 42 zumindest annähernd in einer Ebene angeordnet sind. Die gabelförmige Ausgestaltung führt zu drei Fortsätzen 8, 12, in welchen jeweils wenigstens ein Sensor bzw. eine der Messkomponenten angeordnet ist. Die beiden gegenüberliegenden Gehäuseansätze 8 des inneren Gehäuses 3 bieten einen Innenraum bzw. eine Aufnahme, auch für die optionale Anordnung weiterer Sensorik. Die Gehäuse-in-Gehäuse-Anordnung 31 bzw. die Deckel-in-Deckel-Anordnung wird durch die zumindest abschnittsweise annähernd spaltfreie Ausgestaltung des doppelwandigen Gehäuses deutlich.
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Dank der beschriebenen Ausgestaltung kann ein hohes Sicherheitsniveau sichergestellt werden, und eine Messung der Fluid-Charakteristika wie z.B. der Trübung, der Temperatur oder dergleichen kann auch mit etablierter robuster Sensorik und Elektronik durchgeführt werden, bei weitgehend unverändertem Aufbau vorbekannter Komponenten der Messtechnologie.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dichtmittel bzw. Dichtung, insbesondere O-Ring
- 2
- gehäuseumgebendes, insbesondere gehäuseumschließendes Gehäuse (zweites Gehäuse)
- 3
- innenliegendes Gehäuse (erstes Gehäuse)
- 4
- Sensoraufnahme oder Leiterplatte, insbesondere gabelförmig
- 5
- Basis oder Gehäusegrundkörper
- 6
- Gehäusekupplung, Gehäuseteile kuppelnd, insbesondere mittels Rastmitteln
- 7
- (korrespondierende) Verbindungsmittel für Gehäuseteile, insbesondere Rastm ittel
- 8
- Gehäuseansatz (Komponente des gabelförmigen Gehäuseabschnitts)
- 9
- (korrespondierende) Verbindungsmittel für Gehäuseteile, insbesondere Rastm ittel
- 10
- Messvorrichtung
- 11
- Messkomponente
- 12
- weiterer Gehäuseansatz bzw. Brücke
- 13
- Freiraum
- 21
- Kragen mit Schulter und vollumfänglich umlaufender Dichtfläche
- 22
- Kupplungsmantelfläche
- 23
- umlaufende Dichtfläche
- 31
- Gehäuse-in-Gehäuse-Anordnung, insbesondere im Bereich einer/der Messstrecke
- 41
- Messkomponente, insbesondere Sender eines Trübungssensors
- 42
- Messkomponente, insbesondere Empfänger eines Trübungssensors
- 43
- Messstrecke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/207125 A1 [0004]
- EP 1335060 A1 [0005]
- WO 2005/057190 A1 [0005]
