DE20314618U1 - Current and signal lead through for two chambers of instrument for measuring physical properties of fluid has cast insulating mass holding array of electrical conductors - Google Patents
Current and signal lead through for two chambers of instrument for measuring physical properties of fluid has cast insulating mass holding array of electrical conductorsInfo
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Abstract
Description
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Strom- und Signaldurchführung zwischen Kammern des Gehäuses eines FeldgerätesPower and signal feedthrough between chambers of the housing of a field device
Die Erfindung bezieht sich auf ein Feldgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung einer chemischen oder physikalischen Prozessgröße eines Mediums, mit mindestens einem Gehäuse, das mindestens über zwei Kammern verfügt, wobei sich mindestens ein Durchführungsraum zwischen den Kammern befindet, der mindestens teilweise ein Bestandteil des Gehäuses ist, und wobei der Durchführungsraum mit einer Vergussmasse &iacgr;&ogr; vergossen ist. Bei dem Feldgerät kann es sich beispielsweise um einen Füllstandssensor handeln, der nach dem Laufzeitprinzip arbeitet. Bei dem Medium kann es sich um eine Flüssigkeit oder um Schüttgut oder jedes andere beliebige zu messende Medium handeln.The invention relates to a field device for determining and/or monitoring a chemical or physical process variable of a medium, with at least one housing that has at least two chambers, with at least one feedthrough space between the chambers, which is at least partially a component of the housing, and with the feedthrough space being cast with a casting compound. The field device can be, for example, a fill level sensor that works according to the transit time principle. The medium can be a liquid or bulk material or any other medium to be measured.
Feldgeräte zur Bestimmung und/oder Überwachung einer chemischen oder physikalischen Prozessgröße-z.B. pH-Wert, Füllstand, Viskosität, Durchfluss - bestehen meist aus einer eigentlichen Sonde und einem Elektronikgehäuse, in welchem die gemessenen Signale empfangen und verarbeitet werden und über welches vor allem auch die Stromversorgung des Sensors funktioniert.Field devices for determining and/or monitoring a chemical or physical process variable - e.g. pH value, level, viscosity, flow - usually consist of an actual probe and an electronics housing in which the measured signals are received and processed and, above all, via which the power supply of the sensor functions.
Solche Gehäuse weisen meist mindestens zwei Kammern auf. Eine Kammer ist mit dem Sensor und somit mit dem Prozess verbunden. Die andere Kammer dient der Stromzuführung, der Signalableitung oder weist beispielsweise ein Display zur Darstellung der gemessenen Werte auf. Über diese Kammern ergibt sich somit eine Trennung zwischen Prozessraum und Umwelt. Dabei muss ggf. gewährleistet werden, dass beispielsweise keine entzündlichen oder explosionsgefährlichen Gase aus dem Prozessraum in die Umwelt gelangen. Die Kammern bzw. die Trennung muss dafür auch ggf. sog. EEx-d-Anforderungen genügen. Je nach Art und Bereich der Anwendung gibt es unterschiedliche Anforderungen, die somit zu unterschiedlichen Ausgestaltungen der Kammern und der Trennung zwischen beiden führen. Die Trennung muss jedoch auch so ausgestaltet sein, dass die Übertragung von elektrischem Strom und/oder von elektrischen Signalen zwischen denSuch housings usually have at least two chambers. One chamber is connected to the sensor and thus to the process. The other chamber is used for power supply, signal derivation or has, for example, a display to show the measured values. These chambers thus create a separation between the process room and the environment. It may be necessary to ensure that, for example, no flammable or explosive gases escape from the process room into the environment. The chambers or the separation may also have to meet so-called EEx-d requirements. Depending on the type and area of application, there are different requirements, which therefore lead to different designs of the chambers and the separation between the two. However, the separation must also be designed in such a way that the transmission of electrical current and/or electrical signals between the
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Kammern möglich ist. Bekannt sind Durchführen, die in sich abgeschlossene Einheiten bilden, und die bei Bedarf in die dafür vorgesehene Öffnung in der Kammerwand angebracht werden. Diese Durchführungen sind teuer und benötigen viel Platz, da sie z.B. mittels eines Gewindes im Gehäuse befestigt werden müssen. Diese Verbindung ist auch meistens der Schwachpunkt der Konstruktion, z.B. in Bezug auf Undichtigkeit und Montageaufwand.Chambers are possible. Feedthroughs are known that form self-contained units and that are installed in the opening provided in the chamber wall when required. These feedthroughs are expensive and require a lot of space, as they have to be attached to the housing using a thread, for example. This connection is also usually the weak point of the construction, e.g. in terms of leaks and assembly effort.
Das Patent DE 695 24 770 T2 beschreibt beispielsweise eine Trennwand, die dichtend vergossen wird, um dem Problem der Feuchtigkeit zu begegnen, &iacgr;&ogr; Eine solche Durchführung ist jedoch nur dann für eine gasdruckdichte Ausführung geeignet, wenn das gesamte Gehäuse gasdruckdicht ist. In der genannten Patentschrift werden RFI-Filter mittels einer Anbringungsplatte durch die Trennwand hindurchgeführt.For example, patent DE 695 24 770 T2 describes a partition wall that is sealed with cast iron to counteract the problem of moisture. However, such a feedthrough is only suitable for a gas-pressure-tight design if the entire housing is gas-pressure-tight. In the patent specification mentioned, RFI filters are passed through the partition wall by means of a mounting plate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strom- und/oder Signaldurchführung zwischen Kammern des Gehäuses eines Feldgerätes zu geben, die kostengünstig und möglichst einfach zu montieren ist. Ein Augenmerk liegt dabei auf einer gasdichten Durchführung, die eine explosionsdruckfeste Ausgestaltung des Gehäuses ermöglicht.The invention is based on the object of providing a power and/or signal feedthrough between chambers of the housing of a field device that is cost-effective and as easy to install as possible. The focus is on a gas-tight feedthrough that enables the housing to be designed to withstand explosion pressure.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass durch den Durchführungsraum eine Stiftleiste mit mindestens einem elektrischen Leiter zur Übertragung von elektrischer Energie und/oder elektrischen Signalen hindurchgeht, und dass mindestens eine Schraube vorgesehen ist, die die Stiftleiste mit dem Gehäuse verbindet. Die Idee ist also, einen Stromdurchgang zwischen den beiden Kammern zu nutzen, durch den eine Stiftleiste mit elektrischen Leitern durchgeführt ist. Diese elektrischen Leiter ermöglichen die Übertragung von elektrischem Strom und/oder von elektrischen Signalen. Weiterhin ist mindestens eine Schraube vorgesehen, die die Stiftleiste mit dem Gehäuse verbindet. Es wird also ein Formschluss erzeugt, der die Stiftleiste absichert. Mit der Wahl der Vergussmasse kannThe object is achieved according to the invention in that a pin strip with at least one electrical conductor for transmitting electrical energy and/or electrical signals passes through the feedthrough space, and that at least one screw is provided that connects the pin strip to the housing. The idea is therefore to use a current passage between the two chambers through which a pin strip with electrical conductors is passed. These electrical conductors enable the transmission of electrical current and/or electrical signals. Furthermore, at least one screw is provided that connects the pin strip to the housing. This creates a positive connection that secures the pin strip. The choice of casting compound can
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dann der Durchgang so präpariert werden, dass er die an das Gehäuse gestellten Ansprüche erfüllt.The passage must then be prepared in such a way that it meets the requirements placed on the housing.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor dass die Schraube von der Vergussmasse umgeben ist. Dies erhöht die Sicherheit der Verbindung.An advantageous design provides that the screw is surrounded by the casting compound. This increases the security of the connection.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich um eine gasdichte Vergussmasse handelt. Ein solcher Verguss ist in dem Fall erforderlich, dass mindestens eine Kammer explosionsdruckfest ist.An advantageous embodiment involves a gas-tight casting compound. Such a casting compound is required if at least one chamber is explosion-pressure-resistant.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Stiftleiste mindestens eine Verschlussplatte aufweist, und dass in der Verschlussplatte mindestens ein Befüllloch zur Befüllung des Durchführungsraumes vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Stiftleiste mit den Verschlussplatten in den Durchführungsraum hineinzustecken und dann die Vergussmasse einzufüllen. Sind zwei Befülllöcher vorhanden, so kann durch ein Loch die Vergussmasse eingefüllt werden und durch das andere Loch die Luft entweichen, um einen Lufteinschlussfreien Verguss zu erhalten. Die Verschlussplatte verhindert beim Befüllen also das Herauslaufen der Vergussmasse und gibt dem Verguss weiterhin die nötige Form. Die Verschlussplatte kann jedoch auch ein Bauteil sein, das nur für das Befüllen des Durchführungsraums verwendet wird und das nach dem Erhärten des Vergusses wieder entfernt werden kann.An advantageous embodiment provides that the pin strip has at least one closure plate and that at least one filling hole is provided in the closure plate for filling the feedthrough space. This embodiment makes it possible to insert the pin strip with the closure plates into the feedthrough space and then fill in the casting compound. If there are two filling holes, the casting compound can be filled in through one hole and the air can escape through the other hole in order to obtain a casting without air inclusions. The closure plate therefore prevents the casting compound from running out during filling and still gives the casting the necessary shape. However, the closure plate can also be a component that is only used for filling the feedthrough space and that can be removed again after the casting has hardened.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei dem elektrischen Leiter um einen starren Stift handelt. Die elektrischen Leiter können beweglich und elastische Leiter sein. In dieser Ausgestaltung sind jedoch starre Stifte vorgesehen. Dies führt zu einer sehr robusten Ausgestaltung.An advantageous embodiment includes that the electrical conductor is a rigid pin. The electrical conductors can be movable and elastic conductors. In this embodiment, however, rigid pins are provided. This leads to a very robust design.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der elektrische Leiter mindestens auf einer Seite, auf der er aus der Stiftleiste herausragt, abgewinkelt ist. Dies ist bei einer Druckbelastung sehr sinnvoll und verhindert das Durchstoßen der elektrischen Leiter durch die Vergussmasse.An advantageous embodiment provides that the electrical conductor is angled at least on one side where it protrudes from the pin strip. This is very useful in the case of a pressure load and prevents the electrical conductor from being pierced by the potting compound.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der elektrische Leiter unter einem Winkel von im Wesentlichen 90° abgewinkelt ist. Dies macht auch die Montage und die Konstruktion der übrigen Bauteile einfacher.One design provides that the electrical conductor is bent at an angle of essentially 90°. This also makes the assembly and construction of the other components easier.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste und die zweite Kammer in einem Winkel von im Wesentlichen 90° zueinander angeordnet sind.One embodiment provides that the first and the second chamber are arranged at an angle of substantially 90° to each other.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die erste und die zweite Kammer in einem Winkel von im Wesentlichen 45° zur Horizontalen angeordnet sind. Diese &iacgr;&ogr; Ausgestaltung in Verbindung mit der vorhergehenden erlauben es beispielsweise, ein Display, das Teil einer Kammer ist, von oben und von der Seite zu betrachten. Somit ist das Feldgerät leichter zu bedienen.One embodiment includes that the first and second chambers are arranged at an angle of substantially 45° to the horizontal. This embodiment in conjunction with the previous one allows, for example, a display that is part of a chamber to be viewed from above and from the side. The field device is therefore easier to operate.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail with reference to the following drawings. It shows:
Fig. 1: ein Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse; undFig. 1: a section through a housing according to the invention; and
Fig. 2: einen Teil einer räumlichen Darstellung des Gehäuses.Fig. 2: Part of a spatial representation of the housing.
Fig. 1 zeigt das Gehäuse 1 eines Sensors (nicht dargestellt). Bei dem Sensor kann es sich um eine Antenne für den Ultraschall- oder Radarbetrieb, um eine Schwinggabel, um eine kapazitive oder konduktive Messsonde für eine Füllstandsbestimmung oder um eine Temperatursonde handeln. Das Gehäuse 1 ist unabhängig vom Messprinzip. Zu sehen sind die beiden zylindrischen Kammern 10 und 11, deren Achsen in einem Winkel von im Wesentlichen zueinander und in einem Winkel von im Wesentlichen 45° zur Horizontalen angeordnet sind. Zwischen diesen Kammern 10, 11 befindet sich in einer Trennwand der Durchgangsraum 21, der teilweise vom Gehäuse 1 selbst gebildet wird. Bei der Stiftleiste 25 handelt es sich beispielsweise um ein Spritzgussteil, in welchem die elektrischen Leiter 25.1 - im Beispiel handelt es sich um Stifte - zur Übertragung von Strom und/oder elektrischen SignalenFig. 1 shows the housing 1 of a sensor (not shown). The sensor can be an antenna for ultrasonic or radar operation, a tuning fork, a capacitive or conductive measuring probe for level determination or a temperature probe. The housing 1 is independent of the measuring principle. The two cylindrical chambers 10 and 11 can be seen, the axes of which are arranged at an angle of essentially to each other and at an angle of essentially 45° to the horizontal. Between these chambers 10, 11, in a partition wall, there is the passage space 21, which is partially formed by the housing 1 itself. The pin strip 25 is, for example, an injection-molded part in which the electrical conductors 25.1 - in the example these are pins - for transmitting current and/or electrical signals
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eingelegt sind. Die Stiftleiste 25 weist weiterhin zwei Verschlussplatten 22 auf, die den Durchgangsraum 21 verschließen. Es wäre jedoch auch eine Ausgestaltung möglich, in welcher die Verschlussplatten 22 unabhängig von der Stiftleiste 25 wären und die nach dem Einfüllen einer Vergussmasse wieder zu entfernen sind. Zu erkennen ist auch, dass hier die elektrischen Leiter 25.1 auf der Seite der Kammer 10 in einem Winkel von im Wesentlichen 90° abgewinkelt sind. Die Anzahl der elektrischen Leiter 25.1 hängt von den Bedürfnissen des Sensors, der Elektronik und der sonstigen Ausgestaltung ab. Die Schraube 26 verbindet in diesem Fall beide Verschlussplatten 22 mitare inserted. The pin strip 25 also has two closure plates 22 which close the passage space 21. However, a design would also be possible in which the closure plates 22 would be independent of the pin strip 25 and which are to be removed again after filling with a casting compound. It can also be seen that here the electrical conductors 25.1 on the side of the chamber 10 are bent at an angle of essentially 90°. The number of electrical conductors 25.1 depends on the needs of the sensor, the electronics and the other design. In this case, the screw 26 connects both closure plates 22 with
&iacgr;&ogr; dem Gehäuse 1, sorgt also für einen Formschluss. Da die Verschlussplatten 22 zur Stiftleiste 25 selbst gehören, ist somit die Stiftleiste 25 formschlüssig mit dem Gehäuse 1 verbunden und kann durch einen Druck in einer der Kammern 10, 11 nicht herausgedrückt werden. Der Durchführungsraum 21 ist beispielsweise mit einer Vergussmasse 30 ausgefüllt, die den Durchgang 20 gasdicht macht. Dies ist beispielsweise dann relevant, wenn eine Kammer 10, 11 druckdicht und somit auch in Bezug auf den Durchführungsraum 21 druckdicht abgeschlossen sein muss. Dadurch ist dann insgesamt die Bedingung für eine explosionsdruckdichte Konstruktion des Gehäuses erfüllt.Î the housing 1, thus ensuring a positive connection. Since the closure plates 22 belong to the pin strip 25 itself, the pin strip 25 is connected to the housing 1 in a positive connection and cannot be pushed out by pressure in one of the chambers 10, 11. The feedthrough space 21 is filled, for example, with a casting compound 30, which makes the passage 20 gas-tight. This is relevant, for example, when a chamber 10, 11 must be pressure-tight and thus also pressure-tight in relation to the feedthrough space 21. This then fulfills the overall condition for an explosion-pressure-tight construction of the housing.
Die Fig. 2 gewährt einen Einblick in die Kammer 11. Dabei handelt es sich um die Kammer, in der beispielsweise das Display (nicht dargestellt) befindlich ist. Zu sehen ist ein Vorteil der Abwinklung der Kammern 10, 11 um im Wesentlichen 45° zur Horizontalen und um im Wesentlichen 90° zueinander, die eine Benutzung des Displays von oben und von der Seite her erlaubt. Aus der Verschlussplatte 22 ragen die elektrischen Leiter 25.1 heraus und ermöglichen somit den Abgriff bzw. die Zuführung von Strom und elektrischen Signalen. Zwei Schrauben 26 sind hier für den Formschluss der Stiftleiste 25 vorgesehen. Die Schrauben 26 reichen in den Durchführungsraum 21 hinein und werden dort also auch von der Vergussmasse 30 umfasst. Für das Einfüllen der Vergussmasse 30 sind hier zwei Befülllöcher 27 vorgesehen. In das eine Loch 27 wird die Masse 30 eingefüllt und aus dem anderen LochFig. 2 provides a view into the chamber 11. This is the chamber in which, for example, the display (not shown) is located. One advantage of the angle of the chambers 10, 11 by essentially 45° to the horizontal and by essentially 90° to each other can be seen, which allows the display to be used from above and from the side. The electrical conductors 25.1 protrude from the closure plate 22 and thus enable the tapping or supply of current and electrical signals. Two screws 26 are provided here for the positive locking of the pin strip 25. The screws 26 extend into the feedthrough space 21 and are therefore also enclosed there by the potting compound 30. Two filling holes 27 are provided here for filling the potting compound 30. The compound 30 is filled into one hole 27 and from the other hole
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kann die Luft aus dem Durchführungsraum 21 entweichen. Somit kann ein Lufteinschluss bei der Befüllung vermieden werden.the air can escape from the passage space 21. This way, air can be prevented from becoming trapped during filling.
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Claims (9)
mit mindestens einem Gehäuse (1), das mindestens über zwei Kammern (10, 11) verfügt,
wobei sich mindestens ein Durchführungsraum (21) zwischen den Kammern (10, 11) befindet, der mindestens teilweise ein Bestandteil des Gehäuses (1) ist,
und
wobei der Durchführungsraum (21) mit einer Vergussmasse (30) vergossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch den Durchführungsraum (21) eine Stiftleiste (25) mit mindestens einem elektrischen Leiter (25.1) zur Übertragung von elektrischer Energie und/oder elektrischen Signalen hindurchgeht,
und
dass mindestens eine Schraube (26) vorgesehen ist, die die Stiftleiste (25) mit dem Gehäuse (1) verbindet. 1. Field device for determining and/or monitoring a chemical or physical process variable of a medium,
with at least one housing ( 1 ) having at least two chambers ( 10 , 11 ),
wherein at least one passage space ( 21 ) is located between the chambers ( 10 , 11 ), which is at least partially a component of the housing ( 1 ),
and
wherein the lead-through space ( 21 ) is cast with a casting compound ( 30 ),
characterized ,
that a pin strip ( 25 ) with at least one electrical conductor ( 25.1 ) for transmitting electrical energy and/or electrical signals passes through the feedthrough space ( 21 ),
and
that at least one screw ( 26 ) is provided which connects the pin strip ( 25 ) to the housing ( 1 ).
dass die Stiftleiste (25) mindestens eine Verschlussplatte (22) aufweist, und
dass in der Verschlussplatte (22) mindestens ein Befüllloch (27) zur Befüllung des Durchführungsraumes (21) vorgesehen ist. 4. Field device according to claim 1, characterized in
that the pin strip ( 25 ) has at least one closure plate ( 22 ), and
that at least one filling hole ( 27 ) is provided in the closure plate ( 22 ) for filling the feedthrough space ( 21 ).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20031224 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20061010 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20091012 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20111130 |
|
| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |