WO2004065799A2

WO2004065799A2 - Befestigungssystem für ein messgerät zur überwachung und/oder bestimmung eines füllstands

Info

Publication number: WO2004065799A2
Application number: PCT/EP2004/000418
Authority: WO
Inventors: Armin Wendler; Robert Schmidt
Original assignee: Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2004-08-05
Also published as: WO2004065799A3; DE20300901U1; CN1742194A; RU2005126405A; US7373818B2; RU2296955C2; US20060243871A1; EP1585945A2; CN100432635C

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungssystem für ein Messgerät zur Überwachung und/oder Bestimmung des Füllstands eines Mediums in einem Behälter, mit mindestens einem Gerätegehäuse (13), und mit mindestens einer länglichen Einheit (1). Die Erfindung beinhaltet, dass in dem Gerätegehäuse (13) mindestens ein Schneidring (4) vorgesehen ist, der in die Aussemschicht des vom Prozess angewandten Endes der länglichen Einheit (1) derart einschneidet, dass die längliche Einheit (1) mit dem Gerätegehäuse (13) elektrisch, druck- und/oder zugfest verbunden ist.

Description

Befestigungssystem für ein Messgerät zur Überwachung und/oder Bestimmung eines Füllstands

Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungssystem für ein Messgerät zur Überwachung und/oder Bestimmung des Füllstands eines Mediums in einem Behälter, mit mindestens einem Gerätegehäuse, und mit mindestens einer länglichen Einheit.

Von der Anmelderin werden verschiedene Ausführungen von Messgeräten mit Seilsonden hergestellt und vertrieben. Diese Messgeräte weisen meist ein

Gerätegehäuse auf, in dem eine Messgeräte-Elektronik untergebracht ist, und an dem eine seil-, kabel-, röhren- oder stabförmige Sonde angebracht ist. Diese Seile, Kabel, Röhren oder Stäbe seien der Einfachheit halber im Folgenden als längliche Einheiten bezeichnet. Eine übliche Bezeichnung ist auch Seil oder in der Gesamtheit Seilsonde. Diese länglichen Einheiten werden z.B. in der kapazitiven Messtechnik als eine Elektrode verwendet, die in einen Behälter mit einem Medium eingeführt wird. Durch den Füllstand des Mediums ändert sich die Kapazität des Kondensators, dessen eine Elektrode die längliche Einheiten ist, und somit lässt sich daraus der Füllstand bestimmen und/oder überwachen. In einer anderen Messmethode werden z.B. elektromagnetische Pulse auf der in das Medium eintauchenden länglichen Einheit, die als Wellenleiter dient, zur Oberfläche des Mediums gesendet. Aus dem reflektierten Signal lässt sich dann ebenfalls der Füllstand ableiten. Eine weitere Anwendung stellt z.B. eine konduktive Sonde dar, bei der der elektrische Widerstand des Mediums gemessen wird, und bei der durch die

Anordnung von mehreren länglichen Einheiten in unterschiedlichen Höhen der Füllstand detektiert wird.

Diese Messgeräte mit einer länglichen Einheit werden üblicherweise an oder auf einem das zu messende Medium enthaltenden Behälter montiert, wobei häufig das Gerätegehäuse in oder auf einer Behälterwandung so befestigt wird, dass die längliche Einheit ins Innere des Behälters und in das Medium hineinragt. Die länglichen Einheiten sind entweder selbst elektrisch leitend oder weisen im Innern wenigstens einen elektrischen Leiter auf. Die länglichen Einheiten sind auch ggf. außen mit einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen. Diese Schicht bietet Schutz gegen Kurzschluss oder z.B. auch Schutz gegenüber aggressiven Medien. Üblicherweise sind die länglichen Einheiten mit einer Messgeräteelektronik verbunden, in der die Messsignale erzeugt bzw. bearbeitet werden. Die Elektronik wiederum ist üblicherweise mit einer Mess- bzw. Regelwarte oder einer anderen übergeordneten Einheit verbunden, in der die Füllstandsmesswerte be- und verarbeitet werden.

Ein Problem besteht darin, dass die länglichen Einheiten auf unterschiedliche Bedingungen angepasst werden müssen, d.h. sie müssen je nach Dimension des Behälters länger oder kürzer sein. Sie müssen auch ggf. ausgewechselt werden können, wenn z.B. das Medium die länglichen Einheiten angreift oder zersetzt. Dabei sollte es möglich sein, dass die länglichen Einheiten einfach ausgetauscht werden können.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Befestigungssystem vorzuschlagen, durch das die längliche Einheit an/in dem Gerätegehäuse befestigt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Gerätegehäuse mindestens ein Schneidring vorgesehen ist, der in die Außenschicht des vom Prozess abgewandten Endes der länglichen Einheit derart einschneidet, dass die längliche Einheit mit dem Gerätegehäuse elektrisch, druck- und/oder zugfest verbunden ist. Solche Schneidringe und die Verwendung für das Verbinden von Rohrleitungen findet sich z.B. in der Patentschrift DE 40 38 539. Die Erfindung hat den großen Vorteil, dass sie sehr einfach ist. Besonders ein Vorteil ist, dass an die Beschaffenheit und Ausgestaltung der länglichen Einheit keine besonderen Anforderungen gestellt werden, da die Verbindung über die Bauteile ermöglicht wird. Es ist z.B. keine Gewindeschraubung erforderlich, in der Kontaktkorrosion stattfinden könnte. Ein Vorteil ist z.B., dass durch den Schneidring auch eine Dichtfunktion übernommen wird. Die Schneidringe sind zudem genormte Fertigungsstücke (DIN 2353 bzw. DIN EN ISO 8434-1 ), die somit sehr kostengünstig und einfach sind. Weiterhin wird auch die elektrische Verbindung ermöglicht. Je nach Ausgestaltung kann der Schneidring auch eine isolierende Schicht auf der Außenfläche der länglichen Einheit aufheben. Dabei wäre dann der Vorteil, dass diese isolierende Schicht auf der länglichen Einheit nur dort aufgehoben wird, wo sie für den elektrischen Kontakt aufgehoben werden muss. Dies geschieht beim Befestigen der länglichen Einheit und durch den Vorgang des Befestigens. Somit müssen keine umständlichen Berechnungen für die Dimensionierung dieses von der Isolierung zu befreienden Abschnitts oder diesbezügliche Feineinstellungen vorgenommen werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass vorher die Isolierung über einen gewissen Bereich entfernt oder zumindest ausreichend dünn gestaltet wird und dass dann der Schneidring einen sehr guten elektrischen Kontakt mit der länglichen Einheit ermöglicht. Insgesamt müssen beim Austausch der länglichen Einheit nur die längliche Einheit selbst und der Schneidring erneuert, bzw. ersetzt werden. Dies kann vor allem vom Kunden selbst vor Ort ausgeführt werden.

Die Idee ist also, dass der Schneidring an der länglichen Einheit befestigt wird. Da der Schneidring in dem Gerätegehäuse befindlich ist, kann somit die längliche Einheit z.B. nicht aus dem Gerätegehäuse herausgezogen werden. Dabei kann das Gerätegehäuse auch so ausgestaltet sein, dass es den Schneidring z.B. in einer Aussparung so aufnimmt, dass durch den Schneidring auch eine Dichtfunktion übernommen wird. Damit ließe sich z.B. eine spaltfreie Ausgestaltung ermöglichen, wie sie z.B. in der Lebensmittelindustrie gefordert wird. Ein großer Vorteil besteht eben auch darin, dass durch den Schneidring ein guter elektrischer Kontakt mit der länglichen Einheit erzeugt werden kann. Gegenüber z.B. einer Gewindeausgestaltung in der länglichen Einheit, die in das Gerätegehäuse hineingeschraubt werden würde, bietet die Erfindung auch den Vorteil, dass die längliche Einheit nicht durch Drehbewegungen herausgedreht werden kann, wie sie z.B. durch ein Rührwerk im Behälter hervorgerufen werden können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Durchmesser der länglichen Einheit kleiner als ihre Länge ist. Weiterhin beinhaltet eine Ausgestaltung, dass es sich bei der länglichen Einheit um ein Seil, ein Kabel, einen Stab oder eine Röhre handelt. Damit sind die allgemeinen Definitionen eines Seiles einer Seilsonde abgedeckt. Üblicherweise liegt der Durchmesser im mm-Bereich, wobei die Länge durchaus im m-Bereich liegen kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass in dem Gerätegehäuse eine Einbauhülse vorgesehen ist, die den Schneidring und einen Abschnitt der länglichen Einheit umfasst. Diese Einbauhülse kann der Abkapselung des Endes der länglichen Einheit, das sich im Gerätegehäuse befindet, dienen. Somit ist ein größerer Schutz für das Gerät gegeben. Dies ist also eine erweiterte Ausgestaltung der Version, dass der Schneidring direkt in das Gerätegehäuse aufgenommen wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Überwurfmutter vorgesehen, die den Schneidring umfasst, und die die Einbauhülse in Richtung des Prozesses abschließt. Wird also an der Seite des Prozesses an der länglichen Einheit gezogen, so wird der Schneidring von der Überwurfmutter aufgehalten. Weiterhin bietet die Überwurfmutter eine Abdichtung gegenüber dem Medium.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass in der Überwurfmutter eine Aussparung vorgesehen ist, so dass darin ein O-Ring zur Abdichtung angebracht wird. Durch diesen O-Ring wird verhindert, dass das Medium über die Außenseite der Überwurfmutter z.B. in das Gerätegehäuse gelangt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der

Einbauhülse ein Einschraubelement vorgesehen ist, das derartig beschaffen ist, dass es einen Teil der länglichen Einheit aufnimmt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Einschraubelement und die Überwurfmutter derartig beschaffen und angeordnet sind, dass sie miteinander lösbar verbunden sind. Somit kann auch hier eine sichere und dichte Verbindung ermöglicht werden. Dabei kann z.B. vorgesehen sein, dass das Einschraubelement einen Abschnitt aufweist, der einen kleineren

Durchmesser als die Überwurfmutter hat. Durch diesen Abschnitt ist die Überwurfmutter der Abschluss der Einbauhülse in Richtung des Prozesses. , Weiterhin kann sich dadurch eine höhere Stabilität der Einbauhülse ergeben. Ebenfalls ist dadurch auch ein weiterer Schutz des Gerätes gegenüber dem Eindringen des Mediums geschaffen, da die Einbauhülse auch in der vom

Prozess abgewandten Richtung abgeschlossen ist, d.h. über die Einbauhülse ist das Ende der länglichen Einheit auf der vom Prozess abgewandten Seite quasi gekapselt. Dringt also Medium über die längliche Einheit in die Einbauhülse ein, so kann das Medium dennoch über diesen Weg nicht in das Gehäuse gelangen. Weiterhin ist durch den O-Ring an der Überwurfmutter der Durchgang für den Bereich zwischen Überwurfmutter und Gerätegehäuse abgedichtet.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass das Einschraubelement derartig beschaffen ist, dass es elektrisch mit dem Schneidring verbunden ist. Durch den Schneidring wird der elektrische Kontakt mit der länglichen Einheit hergestellt, der über das Einschraubelement weitergeführt wird. Für diesen Fall kann auch eine isolierende Schicht auf der Außenseite des Einschraubelements vorgesehen sein.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass in dem Gerätegehäuse ein Halterungselement vorgesehen ist, in dem mindestens eine längliche Einheit befestigt wird. Die Konstruktion der Einbauhülse soll also möglichst effektiv in das Gerätegehäuse eingepasst werden. Durch die passende Ausgestaltung des Gerätegehäuses lässt sich dann das Halterungselement möglichst optimal und sicher fixieren. Weiterhin lässt es sich verwirklichen, dass ein Druck, der durch die Fixierung ausgeübt wird, nur auf die Überwurfmuttern wirkt. Zudem lassen sich durch passende Ausgestaltungen des Halterungselements wie z.B. gespritzte Dichtungen mehrere längliche Einheiten voneinander elektrisch isoliert anbringen.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 : eine Explosionsdarstellung der länglichen Einheit und des Befestigungssystems;

Fig. 2: die Haltevorrichtung und die längliche Einheit in Explosionsdarstellung; und

Fig. 3: einen Schnitt durch das Gerätegehäuse mit eingebauten länglichen Einheiten.

Fig. 1 zeigt die längliche Einheit 1 , welche in diesem Beispiel an einem Abschnitt 2, der dem Prozess abgewandt ist, einen kleineren Durchmesser aufweist. Dabei kann es sich z.B. um eine isolierende Schicht handeln, die an diesem Abschnitt 2 eine geringer Stärke hat, bzw. die entfernt worden ist. Die Überwurfmutter 3 wird auf den Abschnitt 2 gesteckt. In die Überwurfmutter 3 kommt der Schneidring 4. Darüber befindet sich das Einschraubelement 5. Die Überwurfmutter 3 weist eine Aussparung 15 auf, die es erlaubt, einen O-Ring 6 zur Abdichtung zu befestigen. Das Einschraubelement 5 wird über den Abschnitt 16 in die Überwurfmutter 3 gesteckt und dort ggf. verschraubt. Somit bilden das Einschraubelement 5 und die Überwurfmutter 3 die Einbauhülse 14.

Fig. 2 zeigt das Halterungselement 7. Es übernimmt u.a. die Aufgabe, dass die länglichen Einheiten 1 rüttelsicher in dem Gerätegehäuse 13 eingebaut sind. Im gezeigten Fall sind drei längliche Einheiten 1 vorgesehen. Das Halterungselement 7 ist dabei so ausgestaltet, dass die länglichen Einheiten 1 u.a. von Dichtungen umgeben sind. Am Ende der Einschraubelemente 5 werden Schraubklemmen 10 angebracht, um die elektrische Verbindung mit den länglichen Einheiten 1 herstellen zu können. Dafür sind Bohrungen 12 in den Einschraubelementen 5 vorgesehen. Diese Bohrungen 12 erleichtern auch den Austausch der länglichen Einheiten 1. Die Schrauben 9 dienen der Fixierung des Halterungselements 7 im Gerätegehäuse 13. Das Halterungselement 7 beinhaltet Dichtungen, die u.a. die Aufgabe haben, die einzelnen länglichen Einheiten 1 elektrisch voneinander zu isolieren, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Gerätegehäuse 13 mit eingebautem Halterungselement 7 und darin befindlichen länglichen Einheiten 1. Zu sehen ist hier, wie die Schrauben 9 das Halterungselement 7 im Gerätegehäuse 13 fixieren. Das Gerätegehäuse 13 ist derartig ausgestaltet, dass die Überwurfmutter 3 in eine passende Aussparung aufgenommen wird. Die

Einbauhülse 14 - bestehend aus Überwurfmutter 3 und Einschraubelement 5 - bietet eine Abdichtung für das Gerät gegenüber dem Medium. Eine andere Möglichkeit wäre, dass der Schneidring 4 ohne Überwurfmutter 3 direkt in das Gerätegehäuse 13 eingepasst wird. Damit ließe sich die Überwurfmutter 3 und der O-Ring 6 sparen und es ließe sich z.B. ein spaltloser Einbau realisieren. Dabei würde dann der Schneidring 4 auch eine Dichtfunktion übernehmen. Somit würde diese Ausgestaltung auch bedeuten, dass über das Befestigungssystem der Erfindung eine elektrische, gegenüber dem Medium abgedichtete, druck- und zugfeste Befestigung gegeben ist, die auch gegenüber dem Drehen der länglichen Einheit 1 sicher ist. Da drei längliche Einheiten 1 eingebaut sind und da der Durchmesser der länglichen Einheiten 1 sehr klein, z.B. im mm-Bereich, die Länge jedoch durchaus im m-Bereich angesiedelt sein kann, und da ggf. auch ein Rührwerk im Medium vorgesehen ist, sind zwischen den den länglichen Einheiten 1 - hier in der Ausführung als Stäbe - Abstandsstücke 11 vorgesehen. Bezugszeichenliste

1 Längliche Einheit

2 Abschnitt mit kleinerem Radius der länglichen Einheit 3 Überwurfmutter

4 Schneidring

5 Einschraubelement

6 O-Ring

7 Halterungselement 9 Schraube

10 Schraubklemme

11 Abstandsstück

12 Bohrung

13 Gerätegehäuse 14 Einbauhülse

15 Aussparung in der Überwurfmutter

16 Abschnitt mit kleinerem Radius des Einschraubelements

Claims

Patentansprüche

1. Befestigungssystem für ein Messgerät zur Überwachung und/oder Bestimmung des Füllstands eines Mediums in einem Behälter, mit mindestens einem Gerätegehäuse (13), und mit mindestens einer länglichen Einheit (1), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gerätegehäuse (13) mindestens ein Schneidring (4) vorgesehen ist, der in die Außenschicht des vom Prozess abgewandten Endes der länglichen Einheit (1) derart einschneidet, dass die längliche Einheit (1) mit dem Gerätegehäuse (13) elektrisch, druck- und/oder zugfest verbunden ist.

2. Befestigungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der länglichen Einheit (1) kleiner als ihre Länge ist.

3. Befestigungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der länglichen Einheit (1 ) um ein Seil, ein Kabel, einen Stab oder eine Röhre handelt.

4. Befestigungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gerätegehäuse (13) eine Einbauhülse (14) vorgesehen ist, die den Schneidring (4) und einen Abschnitt der länglichen Einheit (1) umfasst.

5. Befestigungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwurfmutter (3) vorgesehen ist, die den Schneidring (4) umfasst, und die die Einbauhülse (14) in Richtung des Prozesses abschließt.

6. Befestigungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Überwurfmutter (3) eine Aussparung (15) vorgesehen ist, so dass darin ein O-Ring (6) zur Abdichtung angebracht wird.

7. Befestigungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einbauhülse (14) ein Einschraubelement (5) vorgesehen ist, das derartig beschaffen ist, dass es einen Teil der länglichen Einheit (1) aufnimmt.

8. Befestigungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschraubelement (5) und die Überwurfmutter (3) derartig beschaffen und angeordnet sind, dass sie miteinander lösbar verbunden sind.

9. Befestigungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschraubelement (5) derartig beschaffen ist, dass es elektrisch mit dem Schneidring (4) verbunden ist.

10. Befestigungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gerätegehäuse (13) ein Halterungselement (7) vorgesehen ist, in dem mindestens eine längliche Einheit (1) befestigt wird.