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Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektronikeinsatz für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik sowie ein Feldgerät der Automatisierungstechnik.
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In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisierungstechnik, werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Bestimmung, Optimierung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Feldgeräten also auch Remote I/Os bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
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Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser - Gruppe produziert und vertrieben.
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Feldgeräte weisen oftmals eine, insbesondere zumindest zeitweise und/oder zumindest abschnittsweise mit einem Prozessmedium in Kontakt stehende Sensoreinheit auf, welche der Erzeugung eines von der Prozessgröße abhängigen Signals dient. Ferner weisen diese zumindest einen in einem Feldgerätegehäuse angeordneten Elektronikeinsatz auf, wobei der Elektronikeinsatz beispielsweise der Verarbeitung und/oder Weiterleitung von von der Sensoreinheit erzeugten Signalen, insbesondere elektrischen und/oder elektronischen Signalen, dient.
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Diese Elektronikeinsätze können derartig ausgebildet sein, dass sie lösbar in das Feldgerätegehäuse, genauer in eine Kammer des Feldgerätegehäuses, einbringbar sind, so dass sie, bspw. bei einem Defekt, ausgebaut bzw. getauscht werden können. Um ein sicheres Befestigen der Elektronikeinsätze in dem Feldgerätegehäuse zu gewährleisten, sind die Elektronikeinsätze mittels Schrauben in dem bzw. an dem Feldgerätegehäuse befestigt.
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Bei einem möglichen Tausch des Elektronikeinsatzes besteht allerdings die Gefahr, dass beim Aus- und/oder wieder Einbau die Schrauben verloren gehen. Dies ist insbesondere bei Feldgeräten problematisch, die nicht einfach zugänglich sind und/oder sich an ungünstigen Einbauorten in einer Prozessautomatisierungsanlage befinden, bspw. auf einem relativ hohen Tank, da hier das Wiederauffinden der Schrauben erschwert ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Elektronikeinsatz gemäß Schutzanspruch 1 sowie das Feldgerät gemäß Schutzanspruch 9.
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Der erfindungsgemäße Elektronikeinsatz für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik umfasst zumindest einen aus einem Kunststoff gefertigten Elektronikeinsatzboden und einen Elektronikeinsatzdeckel, wobei in dem Elektronikeinsatzboden zumindest eine Leiterplatte für eine Feldgeräteelektronik angeordnet ist, wobei der Elektronikeinsatzdeckel eine erste Befestigungseinrichtung zum Befestigen an dem Elektronikeinsatzboden und der Elektronikeinsatzboden eine zur ersten Befestigungseinrichtung korrespondierende zweite Befestigungseinrichtung aufweisen, die derartig aufeinander abgestimmt sind, dass der Elektronikeinsatzboden und der Elektronikeinsatzdeckel mechanisch miteinander befestigbar sind, wobei der Elektronikeinsatz ferner eine dritte Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Elektronikeinsatzes in einem Feldgerätegehäuse aufweist,
wobei die dritte Befestigungseinrichtung zumindest zwei Schrauben zum Anschrauben des Elektronikeinsatzes in dem Feldgerätegehäuse und für jede Schraube eine zylindrisch ausgebildete Führungsbuchse aufweist, wobei jede Führungsbuchse derartig in dem Elektronikeinsatzboden und/oder in dem Elektronikeinsatzdeckel ausgebildet ist, dass im nicht mechanisch miteinander befestigten Zustand des Elektronikeinsatzdeckels mit dem Elektronikeinsatzboden die jeweilige Schraube in die Führungsbuchse einbringbar ist und im mechanisch miteinander befestigten Zustand des Elektronikeinsatzdeckels mit dem Elektronikeinsatzboden die Schraube in der Führungsbuchse eingeschlossen ist, so dass die Schraube nicht aus der Führungsbuchse fallen kann.
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Erfindungsgemäß wird ein Elektronikeinsatz für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik vorgeschlagen, der ein Verlieren der Schrauben, die zur Befestigung des Einsatzes in einer Kammer des Feldgerätegehäuses dienen, verhindert wird.
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Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikeinsatzes kann vorsehen, dass die Führungsbuchsen jeweils derartig ausgebildet sind, dass diese jeweils einen, an einen Durchmesser eines Schraubenkopfes der jeweiligen Schraube angepassten, ersten Innendurchmesser aufweisen und wobei ferner jede Führungsbuchse an einem Ende, welches in dem Elektronikeinsatzdeckel ausgebildet ist, eine Öffnung mit einem zweiten Durchmesser aufweist, wobei der zweite Durchmesser derartig bestimmt ist, dass dieser kleiner als der Durchmesser des Schraubenkopfes ist, so dass die Schraube im nicht mechanisch miteinander befestigten Zustand nicht aus der Führungsbuchse fallen kann. Insbesondere kann die Ausgestaltung vorsehen, dass der zweite Durchmesser derartig bestimmt ist, dass die jeweilige Schraube durch die Öffnung mittels eines externen Werkzeuges, bspw. mittels eines Schraubendrehers, betätigbar ist.
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Eine zweite vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikeinsatzes kann vorsehen, dass die erste Befestigungseinrichtung zumindest ein erstes Rastelement aufweist, wobei das zumindest eine Rastelemente derartig ausgeführt ist, dass es einen länglichen Schaft aufweist, an dessen Ende ein im Wesentlichen dreieckförmiger Rasthaken ausgebildet ist, wobei die zweite Befestigungseinrichtung für das zumindest eine Rastelement ein entsprechend ausgebildetes Gegenrastelemente aufweist, wobei das zumindest eine Rastelement ferner derartig ausgeführt ist, dass es einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz aufweist, der zumindest den Rasthaken in zwei Teile trennt, damit die beiden durch den Schlitz getrennten und voneinander leicht beabstandeten Teile des Rasthakens sich zusammendrücken lassen, um so einen äußeren Umfang kurzzeitig verkleinern zu können, damit der Rasthaken in das entsprechend ausgebildete Gegeneinrastelement der zweiten Befestigungseinrichtung einrasten kann.
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Eine dritte vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikeinsatzes kann vorsehen, dass die erste Befestigungseinrichtung zumindest ein weiteres Rastelement aufweist, welches in Form eines Widerhakens ausgebildet ist und wobei die zweite Befestigungseinrichtung für das weitere Rastelement ein entsprechend ausgebildetes weiteres Gegenrastelement, vorzugsweise in Form einer entsprechend ausgebildeten Nut, aufweist, in das das Rastelement im mechanisch miteinander befestigten Zustand einrasten bzw. einclipsen kann.
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Eine vierte vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikeinsatzes kann vorsehen, dass der Elektronikeinsatzdeckel eine Aufnahme, vorzugsweise in Form einer Aussparung, für ein Display aufweist.
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Eine fünfte vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikeinsatzes kann vorsehen, dass die zumindest eine Leiterplatte dazu ausgebildet ist, eine Verarbeitung und/oder Weiterleitung von von einer Sensoreinheit des Feldgeräts der Automatisierungstechnik erzeugten Signalen, insbesondere elektrischen und/oder elektronischen Signalen, auszuführen.
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Eine sechste vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikeinsatzes kann vorsehen, dass die zumindest eine Leiterplatte dazu ausgebildet ist, eine elektrische Anschlussmöglichkeit für eine externe Leitung, insbesondere eine Zweidrahtleitung zur Verfügung zu stellen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Feldgerät der Automatisierungstechnik mit einem Feldgerätegehäuse mit zumindest einer ersten Kammer, wobei in der ersten Kammer ein erster Elektronikeinsatz nach einer oder mehrere der vorhergehenden Ausgestaltungen angeordnet ist und wobei der erste Elektronikeinsatz mittels der Schrauben in der ersten Kammer des Feldgerätegehäuse befestigt ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräts der Automatisierungstechnik kann vorsehen, dass das Feldgerätegehäuse eine zweite Kammer aufweist und wobei in der ersten Kammer ein erster Elektronikeinsatz nach einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausgestaltungen und in der zweiten Kammer ein zweiter Elektronikeinsatz nach der sechsten Ausgestaltung angeordnet ist, wobei die Elektronikeinsätze mittels Schrauben in der ersten bzw. zweiten Kammer des Feldgerätegehäuse befestigt sind.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1: einen Querschnitt durch eine erste Variante des erfindungsgemäß ausgebildeten Elektronikeinsatzes für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik,
- 2a und 2b: eine Drauf- und eine Rückansicht auf eine Ausgestaltung des Elektronikeinsatzes,
- 3: eine Kammer eines Feldgerätegehäuses in der ein Elektronikeinsatz eingebracht und befestigt ist,
- 4a und 4b: eine bevorzugte Ausgestaltung der ersten Befestigungseinrichtung des Elektronikeinsatzdeckels und der zur ersten Befestigungseinrichtung korrespondierenden zweiten Befestigungseinrichtung des Elektronikeinsatzbodens, und
- 5: einen Querschnitt durch eine zweite Variante des erfindungsgemäß ausgebildeten Elektronikeinsatzes für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik.
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1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Elektronikeinsatz für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik. Der Elektronikeinsatz umfasst einen aus einem Kunststoff, insb. aus einem Polycarbonat hergestellten Elektronikeinsatzboden und einen Elektronikeinsatzdeckel.
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Der Elektronikeinsatzboden 1.1 kann eine im Wesentlichen u- bzw. becherförmige Ausgestaltung aufweisen. Vorzugsweise weist der Elektronikeinsatzboden 1.1 eine im Wesentlichen runde Außenkontur auf. Ferner kann er hinsichtlich seiner Außenkontur derartig auf den Elektronikeinsatzdeckel 1.2 abgestimmt sein, dass der Deckel auf den Boden aufgesetzt werden kann und der Boden und der Deckel umläufig im Wesentlichen bündig miteinander abschließen und somit eine kompakte Einheit bilden. 2a und 2b zeigen eine Drauf- und eine Rückansicht auf einen Elektronikeinsatz 1, bei dem der Deckel auf den Boden aufgesetzt ist.
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Der Elektronikeinsatzboden 1.1 ist ferner derartig ausgestaltet, dass er zumindest eine Aufnahme 1.10 für zumindest eine noch näher zu beschreibende Leiterplatte 1.4 aufweist. Ergänzend kann er Mittel 1.11 zum mechanischen Fixieren der aufzunehmenden Leiterplatte 1.4 umfassen. Dies kann bspw. in Form von Einrasthaken, in die die Leiterplatte 1.4 einrastet, realisiert sein. Ferner kann der Elektronikeinsatzboden 1.1 eine wannenförmige Innenkontur aufweisen, die zur Aufnahme einer Vergussmasse dient. Hierbei kann sowohl die gesamte Leiterplatte 1.4 als auch nur ein Teil davon vergossen sein.
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Der Elektronikeinsatzdeckel 1.2 kann ebenfalls eine im Wesentlichen u- bzw. becherförmige Ausgestaltung aufweisen. Ferner kann der Elektronikeinsatzdeckel 1.2 hinsichtlich seiner äußeren Kontur an den Elektronikeinsatzboden 1.1 derartig angepasst sein, dass dieser am Rand im Wesentlichen bündig mit dem Elektronikeinsatzboden abschließt.
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Zur dauerhaften Befestigung des Elektronikeinsatzdeckels 1.2 an dem Elektronikeinsatzboden 1.1 weist der Elektronikeinsatzdeckel 1.2 eine noch näher zu beschreibende erste Befestigungseinrichtung 1.20 und der Elektronikeinsatzboden 1.1 eine ebenfalls noch näher zu beschreibende zur ersten Befestigungseinrichtung 1.20 korrespondierende zweite Befestigungseinrichtung 1.12 auf.
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Ergänzend kann der Elektronikeinsatzdeckel 1.2 eine Aufnahme 1.21, bspw. in Form einer Aussparung, für ein Display 1.5 aufweisen. Das Display 1.5 wiederum kann durch einen, ebenfalls aus dem Kunststoff hergestellten, Sockel abgestützt werden.
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Ferner weist der Elektronikeinsatz 1 eine dritte Befestigungseinrichtung 1.3 zum Befestigen des Elektronikeinsatzes in einem Feldgerätegehäuse 2.1 auf. Hierbei kann der Elektronikeinsatz 1 in eine Kammer 2.10 des Feldgerätegehäuses 2.1 eingebracht sein und mittels der dritten Befestigungseinrichtung in der Kammer befestigt sein.
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Die dritte Befestigungseinrichtung 1.3 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Schrauben 1.30, die jeweils in eine zylindrisch ausgebildete Führungsbuchse 1.31 eingebracht sind. Die Führungsbuchsen 1.31 sind dabei derartig in dem Elektronikeinsatzboden 1.1 und/oder in dem Elektronikeinsatzdeckel 1.2 ausgeführt, dass sich die Schrauben 1.30 in einem nicht mechanisch miteinander befestigten Zustand, bei dem der Elektronikeinsatzdeckel 1.2 noch nicht mit dem Elektronikeinsatzboden 1.1 mechanisch verbunden ist, in die Führungsbuchsen 1.31 einbringen lassen. Hierfür weist die Führungsbuchse 1.31 einen Innendurchmesser auf, der minimal größer ist als ein Durchmesser eines Schraubenkopfes der entsprechenden Schraube 1.30. Ferner weisen die Führungsbuchsen 1.31 in dem Elektronikeinsatzdeckel 1.2 eine Öffnung 1.32 mit einem zweiten Durchmesser auf, der derartig bestimmt ist, dass dieser kleiner als der Durchmesser des Schraubenkopfes und somit auch des Innendurchmessers ist. Auf diese Weise sorgt die Führungsbuchse 1.31 im mechanisch miteinander befestigten Zustand, bei dem der Elektronikeinsatzdeckel 1.2 mit dem Elektronikeinsatzboden 1.1 mechanisch verbunden ist, dafür, dass die Schraube 1.30 nicht aus der Führungsbuchse 1.31 fallen kann. Über die Schrauben 1.30 ist der Elektronikeinsatz 1 in die Kammer 2.10 des Feldgerätegehäuses 2.1 eingeschraubt.
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Ferner kann der Elektronikeinsatz, insbesondere der Elektronikeinsatzboden, eine elektrische Schnittstelle 1.6, insb. eine mehrpolige elektrische Schnittstelle zum elektrischen Verbinden der Leiterplatte 1.4 des Elektronikeinsatzes mit einem in oder an dem Feldgerätegehäuse 2.1 angeordneten Sensormodul aufweisen.
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4a und 4b zeigen eine bevorzugte Ausgestaltung der bereits erwähnten erste Befestigungseinrichtung 1.20 des Elektronikeinsatzdeckels 1.2 und der zu der ersten Befestigungseinrichtung korrespondierenden zweiten Befestigungseinrichtung 1.12 des Elektronikeinsatzbodens 1.1 . Hierbei umfasst die erste Befestigungseinrichtung 1.20 drei Rastelement 1.20, die in dem im mechanisch miteinander befestigten Zustand, in die entsprechend zweite Befestigungseinrichtung des Elektronikeinsatzbodens eingreifen.
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Die Rastelemente 1.20 sind einstückig aus dem Elektronikeinsatzdeckel 1.2 ausgebildet. Gemäß dem in 4a und 4b dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Rastelemente derartig ausgeführt, dass diese ausgehend von dem eigentlichen Deckel jeweils einen länglichen Schaft aufweisen, an dessen Enden jeweils eine im Wesentlichen dreieckförmiger Rasthaken ausgebildet ist. Die Rasthaken 1.20 sind dabei derartig ausgeführt, dass diese einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz aufweisen, damit die beiden durch den Schlitz getrennten und voneinander leicht beabstandeten Teile des Rasthakens 1.20 sich zusammendrücken lassen, um so einen äußeren Umfang kurzzeitig verkleinern zu können damit der Rasthaken 1.20 in ein entsprechendes Gegeneinrastelement der zweiten Befestigungseinrichtung 1.12 einrasten kann. Als Gegeneinrastelemente 1.12 können entsprechende Öffnungen im Elektronikeinsatzboden vorgesehen sein. Das dritte Rastelement 1.20 kann in Form eines Widerhakens ausgebildet sein. Als Gegeneinrastelement 1.12 kann eine des dritte Rastelement aufnehmende Nut in bzw. an dem Elektronikeinsatzboden 1.1 vorgesehen sein, so dass das Rastelement 1.20 im mechanisch miteinander befestigten Zustand des Elektronikeinsatzdeckels 1.2 mit dem Elektronikeinsatzboden 1.1 in die Nut eingerastet bzw. eingeclipst ist.
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5 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Variante des erfindungsgemäß ausgebildeten Elektronikeinsatz 1 für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik. Hierbei weist die Leiterplatte 1.4 einen Anschlussblock auf, umso eine externe elektrische Leitung anschließen zu können. Bei der externen elektrischen Leitung kann es sich bspw. um eine Zweidrahtleitung handeln, so dass das Feldgerät 2 mittels der Zweidrahtleitung gemäß des 4 bis 20 mA Standards Daten kommunizieren und/oder Energie aufnehmen kann,
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektronikeinsatz
- 1.1
- Elektronikeinsatzboden
- 1.10
- Aufnahme
- 1.11
- Mittel zum mechanischen Fixieren der Leiterplatte
- 1.12
- Gegeneinrastelement der zweiten Befestigungseinrichtung
- 1.2
- Elektronikeinsatzdeckel
- 1.20
- Rastelemente der ersten Befestigungseinrichtung
- 1.21
- Aufnahme für Display
- 1.3
- Dritte Befestigungseinrichtung
- 1.30
- Schrauben der dritten Befestigungseinrichtung
- 1.31
- Führungsbuchse
- 1.32
- Öffnung der Führungsbuchse
- 1.4
- Leiterplatte
- 1.5
- Display
- 1.6
- Elektrische Schnittstelle für z.B. ein Sensormodul
- 2
- Feldgerät
- 2.1
- Feldgerätegehäuse
- 2.10
- Kammer des Feldgerätegehäuses
