Beschreibung
Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einem Gehäuse, welches mindestens ein Gehäuseunterteil und einen Gehäusedeckel aufweist. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um Temperatur, Füllstand, Druck, Dichte, Viskosität, Leitfähigkeit, Feuchtigkeit, pH-Wert oder Durchfluss.
[0002] Im Stand der Technik ist eine Reihe von Messgeräten bekannt, welche der Messung oder Überwachung von Prozessgrößen dienen. Diese Messgeräte bestehen meist aus einem eigentlichen Sensorelement, welches eine von der Prozessgröße oder von einer Änderung der Prozessgröße abhängige Messgröße erzeugt. Das Sensorelement und die für die Ansteuerung oder Weiterverarbeitung der Messgröße dienende Elektronik sind zumeist in einem Gehäuse (Bezeichnungen sind: Instrumentengehäuse oder Feldgehäuse) angeordnet, welches oft aus einem Unterteil und einem Deckel besteht. Zum Zwecke einer Verliersicherung von solchen Deckeln gibt es beispielsweise Stahlketten, die am Gehäusegrundkörper und am Deckel mit Hilfe einer Schraube angeschraubt sind. Dabei besteht die Gefahr des Verhakens der Kette an Griffmulden oder sonstigen hervorstehenden Konturen. Außerdem besteht die Gefahr, dass die Kette beim Auf- oder Zuschrauben des Deckels oder durch Vibration der Anlage im Betrieb die Oberfläche, bzw. die Oberflächenbeschichtung des Gehäuses beschädigt.
[0003] Gelegentlich, z.B. beim Anschließen oder bei der Inbetriebnahme des
Messgerätes, ist es erforderlich, den Deckel zu öffnen. Da die Messgeräte ggf. an schlecht zugänglichen oder an erhöht liegenden Orten angebracht sind, ist eine Deckelverliersicherung sehr vorteilhaft. Während des Betriebes des Messgerätes ist es weiterhin bei Wartungsarbeiten oder ggf. bei Nachparametrierungen der Messstelle notwendig, den Deckel zu öffnen, um somit an die innen liegende Elektronik des Messgerätes zu gelangen.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messgerät mit einer
Verliersicherung für den Deckel vorzuschlagen, bei welchem die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
[0005] Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass das Gehäuseunterteil und der Gehäusedeckel durch mindestens ein Verbindungselement miteinander verbunden sind. Das Verbindungselement ist dabei derartig ausgestaltet, dass es beispielsweise für die auftretenden Umgebungsbedingungen, wie z.B. die Temperatur, geeignet oder beispielsweise auch zu dem Material des Gehäuses passend ist.
[0006] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Verbindungselement mit dem Gehäuseunterteil und dem Gehäusedeckel kontaktiert ist. Das Verbindungselement ist somit sowohl mit dem Gehäuseunterteil, als auch mit dem Gehäusedeckel verbunden.
[0007] Eine Ausgestaltung ist derart, dass das Verbindungselement mit einer Innenseite des Gehäuseunterteils und mit einer Innenseite des Gehäusedeckels kontaktiert ist. Insbesondere befindet sich das Verbindungselement somit vollständig im Innenraum des Gehäuses.
[0008] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das Verbindungselement derartig ausgestaltet und derartig mit dem Gehäuseunterteil und dem Gehäusedeckel kontaktiert ist, dass das Gehäuseunterteil und der Gehäusedeckel gegeneinander verdrehbar sind. Insbesondere weisen das Gehäuseunterteil und der Gehäusedeckel entsprechende Gewinde auf, so dass sie miteinander verschraubbar sind.
[0009] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass im Gehäuseunterteil und/oder in dem Gehäusedeckel mindestens eine Nut vorgesehen ist, und dass das Verbindungselement zumindest über die Nut mit dem Gehäuseunterteil und/oder dem Gehäusedeckel kontaktiert ist. Vorzugsweise handelt es sich um eine vollständig umlaufende Nut, so dass das Verbindungselement das Verdrehen der beiden Bestandteile des Gehäuses nicht behindert.
[0010] Eine Ausgestaltung ist derart, dass im Gehäuseunterteil und in dem
Gehäusedeckel mindestens jeweils eine Nut vorgesehen ist, und dass das Verbindungselement zumindest über die zwei Nuten mit dem Gehäuseunterteil und dem Gehäusedeckel kontaktiert ist. Somit sind
zumindest zwei Nuten vorgesehen, wovon sich eine im Gehäuseunterteil und die andere im Gehäusedeckel befindet.
[0011] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Nut in einer Innenseite des
Gehäuseunterteils oder des Gehäusedeckel angeordnet ist. Da sich die Nut an der Innenseite befindet und wenn überdies auch die zweite Kontaktierung des Verbindungselements auf der Innenseite des Gehäuses stattfindet, ist das Verbindungselement stets in der Innenseite untergebracht und es ist möglich, eine entsprechend glatte Außenseite des Gehäuses zu erzeugen, so dass diese Variante insbesondere bei der Hygieneanwendung relevant und vorteilhaft ist. In einer Ausgestaltung ist das Verbindungselement mit einem Ende an dem Gehäuseunterteil oder dem Gehäusedeckel fest an einer Stelle verbunden und das andere Ende des Verbindungselements erlaubt über die Kontaktierung in der Nut im Gehäusedeckel bzw. im Gehäuseunterteil das Verdrehen von Unterteil und Deckel zueinander.
[0012] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Nut in einer Außenseite des Gehäuseunterteils oder des Gehäusedeckel angeordnet ist. Die Kontaktierung über eine Nut erlaubt mit einer entsprechenden Ausgestaltung des Verbindungselements das Verdrehen von Deckel und Unterteil zueinander.
[0013] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens ein Ring vorgesehen ist, und dass der Ring in der Nut drehbar gelagert ist. Ein Ring dient der einfachen Befestigung des Verbindungselements. Ist der Ring überdies derartig ausgestaltet und mit der Nut abgeglichen, dass er in der Nut gleiten kann, so ist auch das Verdrehen von Unterteil und Deckel in Verbindung mit dem Verbindungselement möglich.
[0014] Eine Ausgestaltung ist derartig, dass der Ring mit dem
Verbindungselement kontaktiert ist. In einer weiteren Ausgestaltung sind der Ring und das Verbindungselement einstückig ausgestaltet. In einer weiteren Ausgestaltung wird das Verbindungselement mit dem Ring lösbar verbunden.
[0015] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Ring einen Zapfen aufweist, dass das Verbindungselement eine Aussparung aufweist, und dass der Ring
und das Verbindungselement mindestens über den Zapfen und die Aussparung miteinander kontaktiert sind. Die Aussparung ist in einer Ausgestaltung derartig ausgestaltet, dass sie in einer Richtung leichter über den Zapfen zu ziehen ist als in der entgegengesetzten Richtung, so dass eine Befestigung des Verbindungselements an dem Ring realisiert ist.
[0016] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das Verbindungselement mechanisch flexibel ausgestaltet ist.
[0017] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Verbindungselement aus einem Kunststoff besteht.
[0018] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens ein Kabelkanal vorgesehen ist. Ein solcher Kabelkanal dient beispielsweise der Einbringung eines Kabels zur Kontaktierung oder zur Energieversorgung des Messformers im Messgerät. Im Stand der Technik werden beispielsweise Rohrbogenstücke verwendet. Der Kabelkanal dient somit der Verbindung zwischen dem Innenraum des Gehäuses und dessen Außenbereich.
[0019] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Kabelkanal ein integraler
Bestandteil des Gehäuseunterteils ist. Der Kabelkanal ist somit ein fester Bestandteil des Gehäuseunterteils.
[0020] Im Stand der Technik gibt es beispielsweise Rohrbogenstücke, welche der Kabelführung dienen und welche ggf. aus mehreren Einzelteilen bestehen, welche miteinander und mit dem Gehäuse verbunden werden müssen.
[0021] In dieser Ausgestaltung ist der Kabelkanal ein fester Bestandteil des Gehäuses. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass das Gehäuseunterteil im Spritzgussverfahren, als Aluminiumdruckguss, als Edelstahlfeinguss oder als Tiefzugteil mit dem Kabelkanal erzeugt wird. Insbesondere diese Ausgestaltung lässt sich auch ohne die Verliersicherung anwenden.
[0022] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass der Kabelkanal derartig ausgestaltet ist, dass ein Kabeleingang und ein Kabelausgang des Kabelkanals im Wesentlichen einen Winkel von 90° zueinander aufweisen. Insbesondere schließen die axialen Verlängerungen des Kabeleingangs und des
Kabelausgangs im Wesentlichen einen Winkel von 90° zueinander ein. Das Kabel wird derartig geführt, dass es außerhalb des Gehäuses nicht störend wirkt, also insbesondere nicht im Bereich eines Displays befindlich ist.
[0023] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Kabelkanal mindestens eine
Schräge aufweist, welche derartig ausgestaltet ist, dass die Schräge ein in den Kabelkanal einzubringendes Kabel in Richtung des Kabelausgangs lenkt. Die Schräge und der Kabelkanal weisen dabei insbesondere keine scharfen Übergänge auf. Insbesondere ist der Kabelkanal derartig ausgestaltet, dass das Kabel im Wesentlichen knickfrei geführt ist. Weiterhin ist der Kabelkanal über die Schräge vorzugsweise derartig ausgestaltet, dass das Kabel ohne besondere Werkzeuge in den Kanal eingeführt werden kann und auf der gegenüberliegenden Seite wieder herauskommt, wobei insbesondere bereits eine Schubkraft auf das Kabel ausreicht.
[0024] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine Anzeigeeinheit vorgesehen ist, welche im Gehäusedeckel angeordnet ist. Eine solche Anzeigeeinheit dient beispielsweise der einfachen Anzeige, ob der Messwert für die Prozessgröße noch innerhalb eines Normbereichs liegt. Es wird also beispielsweise eine Statusanzeige ausgegeben. Es sind jedoch auch weitergehende Anzeigefunktionen möglich.
[0025] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Anzeigeeinheit mindestens eine LED-Anzeige aufweist. Eine solche LED-Anzeige besteht im einfachsten Fall aus einer oder mehreren LED-Einheiten, welche passend angesteuert werden.
[0026] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Anzeigeeinheit zumindest einen Lichtleiterstopfen in einer Wand des Gehäusedeckels aufweist. In einer Ausgestaltung befindet sich mindestens eine LED-Einheit auf einer Leiterplatte, welche entsprechend mit einer Auswerteeinheit im Messgerät verbunden ist. Kontaktiert mit der LED-Einheit ist ein Lichtleiterstopfen, welcher zumindest teilweise in einer Wand des Gehäusedeckels untergebracht ist.
[0027] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt:
[0028] Fig. 1 : einen Schnitt durch eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Messgerätes mit dem geschlossenen Gehäuse,
[0029] Fig. 2: einen Schnitt durch das Gerät der Fig. 1 mit geöffnetem Gehäuse,
[0030] Fig. 3: Darstellungen einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Messgerätes mit dem geschlossenen Gehäuse,
[0031] Fig. 4: einen Schnitt durch die Gerätevariante der Fig. 3 mit geöffnetem Gehäuse,
[0032] Fign. 5 a) und b): jeweils eine Draufsicht auf den Ring bzw. das Verbindungselement,
[0033] Fig. 6: eine angeschnittene räumliche Darstellung des Gehäuseunterteils mit dem Kabelkanal, und
[0034] Fig. 7: ein Schnitt durch einen Gehäusedeckel mit der Anzeigeeinheit.
[0035] In der Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Messgerätes zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße einer ersten Variante dargestellt. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um Temperatur, Füllstand, Druck, Dichte, Viskosität, Leitfähigkeit, Feuchtigkeit, pH-Wert oder Durchfluss beispielsweise eines Mediums, bei welchem es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit, ein Gas, ein Schüttgut oder eine Mischung davon handelt.
[0036] Das hier gezeigte Temperaturkopfgehäuse ist eine Komponente eines kompletten Thermometers. In dem Temperaturkopfgehäuse ist die Elektronik des Thermometers untergebracht. Ein Temperaturkopfgehäuse kann aus Kunststoff, Aluminium oder Edelstahl bestehen. Für den Einsatz im Hygienebereich werden Gehäuse aus Edelstahl eingesetzt. Meist schließt sich an dieses Oberteil ein Schutzrohr für den eigentlichen Temperatursensor an.
[0037] Das Gehäuse 1 besteht aus einem Gehäuseunterteil oder einem
Gehäusegrundkörper 2 und einem Gehäusedeckel 3. Dabei sind das Unterteil 2 und der Deckel 3 beispielsweise durch entsprechende Innen- und Außengewinde derartig ausgestaltet, dass sie miteinander verschraubbar sind. Als Verliersicherung für den Deckel 3 dient das
Verbindungselement 4, welches vorzugsweise flexibel ausgestaltet ist, also beispielsweise aus einem Kunststoff besteht. In dieser Ausgestaltung sind weiterhin das Unterteil 2 und der Deckel 3 zumindest in dem Bereich, in welchem sie miteinander verbunden werden, zylindrisch ausgestaltet.
[0038] In der hier gezeigten Variante ist auf der Innenseite des Gehäuseunterteils 2 eine umlaufende Nut 5 vorgesehen, in welcher ein Ring 6 eingebracht ist. An dem Ring 6 ist das Verbindungselement 4 befestigt. Der Ring 6 und die Nut 5 sind dabei derartig ausgestaltet, dass der Ring 6 in der Nut 5 drehbar gelagert ist. Auf der anderen Seite ist das Verbindungselement 4 mit dem Deckel 3 verbunden. Der drehbare Ring 6 erlaubt es, dass der Deckel 3 gegen das Unterteil 2 gedreht werden kann, wobei das Verbindungselement 4 fixiert bleibt. In dieser Variante ist das Verbindungselement 4 sowohl mit der Innenseite des Unterteils 2, als auch der Innenseite des Deckels 3 verbunden. Damit befindet sich also das Verbindungselement 4 stets innerhalb des Gehäuses 1 und es kann zumindest beim geschlossenen Gehäuse 1 nicht zu einer Verschmutzung des Verbindungselements 4 kommen. Somit ist diese Variante insbesondere für den Hygienebereich anwendbar, da das Gehäuse 1 derartig konstruktiv ausgestaltet werden kann, dass es möglichst spaltfrei, ohne Kanten und mit glatter Geometrie an den Außenflächen ist, so dass sich weder Schmutz, noch Verunreinigungen am Äußeren des Gehäuses ansammeln kann. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt somit in der glatten und spaltenfreien Ausgestaltung der Außenfläche des Gehäuses trotz der Verliersicherung.
[0039] In der Fig. 2 ist das Messgerät mit geöffnetem Gehäuse 1 dargestellt. Wie zu erkennen, ist über das Verbindungselement 4 der Deckel 3 verliersicher mit dem Unterteil 2 verbunden.
[0040] Die Fig. 3 zeigt eine zweite Variante des Messgerätes, bei welchem das Verbindungselement 4 sowohl am Deckel 3, als auch am Unterteil 2 über jeweils einen Ring 6 befestigt und gleichzeitig in der jeweiligen Nut 5 im Gehäuseunterteil 2 bzw. im Gehäusedeckel 3 drehbar ist. Die beiden Ringe 6 und das Verbindungselement 4 sind hier einstückig ausgeführt. In einer weiteren Ausgestaltung weist das Verbindungselement 4 an
zumindest einem Ende eine Verdickung auf, welche in die Nut 5 hineinpasst und gleichzeitig noch ein Gleiten in ihr erlaubt. Bei dem Verbindungselement 4 bzw. dem Ring 6 oder den Ringen handelt es sich beispielsweise um Kunststoffformteile. Als Spritzmaterial kann z.B. elastomeres, thermoplastisches oder thermoplastisches Elastomer verwendet werden. Es ist dabei darauf zu achten, dass das Material ausreichende Gleiteigenschaften besitzt, um auf der Gehäuseoberfläche bzw. in der jeweiligen Nut zu gleiten, andrerseits aber elastisch genug ist, damit der Deckel 3 auch zur Seite klappbar ist und beispielsweise eine Montage gewährleistet ist. Alternativ zur Elastizität ist es auch denkbar, ein Kunststoffform teil konstruktiv entsprechend auszulegen, dass es beweglich genug ist (z.B. Filmscharnier).
[0041] Durch die Erfindung besteht somit nicht mehr die Gefahr des Verhakens und somit einer Behinderung beim Auf- und Zuschrauben des Deckels 3. Überdies wird auch eine Beschädigung der Oberfläche verhindert.
[0042] In der Fig. 4 ist das Gehäuse 1 der in Fig. 3 dargestellten zweiten Variante geöffnet dargestellt, d.h. der Deckel 3 ist vom Gehäuseunterteil 2 abgeschraubt und wird durch das Verbindungselement 4 festgehalten.
[0043] Die Fig. 5 zeigt einen drehbaren Ring 6 (Fig. 5 a)), sowie ein flexibles Verbindungselement 4 (Fig. 5 b)), wie sie in dem erfindungsgemäßen Messgerät anwendbar sind.
[0044] Der Ring 6 weist einen Zapfen 7 auf, über welchen vermittels einer Aussparung 8 das Verbindungselement 4 aufgesteckt werden kann. Alternativ ist im Ring 6 eine Schraubverbindung vorgesehen.
[0045] Die zweite Aussparung 8 des Verbindungselements 4 dient beispielsweise der Befestigung des Verbindungselements 4 - z.B. über einen ähnlichen Zapfen wie am Ring 6 - am Deckel bzw. am Gehäuseunterteil. Der Ring 6 verfügt weiterhin über eine Aussparung, die ein Zusammendrücken für die Montage erlaubt. Bei dem Verbindungselement 4 handelt es sich beispielsweise um einen Kunststoffstreifen. Das Verbindungselement 4 wird in einer Ausgestaltung jeweils mit einem Ring verbunden, wobei sich einer in einer Nut im Gehäuseunterteil und ein zweiter in einer Nut im Gehäusedeckel befindet.
[0046] Die Fig. 6 zeigt einen Teil eines Gehäuseunterteils 2. Zu sehen ist der
Kabelkanal 9 zur Führung eines Kabels, welches beispielsweise mit dem - hier nicht dargestellten - Messumformer zu verbinden ist. Der Messumformer ist dabei in der hier oben liegenden Aussparung des Gehäuseunterteils 2 einzubringen. Der Messumformer dient dabei beispielsweise der Ansteuerung des eigentlichen Messsensors und/oder der Auswertung oder Weiterverarbeitung der Messwerte des Sensors hin auf die Prozessgröße.
[0047] Der Kabeleingang 10 liegt unterhalb des Bechers für den Messumformer. Die axialen Verlängerungen von Kabeleingang 10 und Kabelausgang 11 im Innenteil des Gehäuses bilden einen Winkel von 90° zueinander. Die Schräge 12 ist derartig ausgestaltet, dass das Kabel durch ein einfaches Nachschieben in den Innenbereich hineingeführt wird, wobei insbesondere vermieden wird, dass das Kabel geknickt werden kann. D.h. es sind keine speziellen Werkzeuge notwendig, um das Kabel beispielsweise in den Innenraum zu ziehen; es reicht, wenn das Kabel in den Kabeleingang 10 eingebracht und wenn es passend nachgeschoben wird. Somit sind die Kontaktierung und das Verdrahten auch sehr vereinfacht.
[0048] Der Bogen, welcher durch die Schräge 12 gebildet ist, weist dabei einen möglichst großen Radius auf, so dass eine einfache Führung des Kabels weiter erzielt wird. Der Kabelausgang 11 weist hier eine große Öffnung auf, wobei die Schräge 12 circa einen Winkel von 45° aufweist. Der Winkel des Kabelkanals 9 ist dabei derartig an die Ausgestaltung des Gehäuses angepasst, dass das Kabel in Richtung des Kabelausgangs 10, bzw. der Öffnung des Gehäusetopfes gelenkt wird. Je niedriger das Gehäuseunterteil 2 ist, desto flacher kann der Winkel sein. Das Kabelende tritt dann unter einem entsprechenden Winkel aus der Gehäuseöffnung heraus. Wichtig ist dabei, dass das Heraustreten bereits durch das Nachschieben zu bewerkstelligen ist und dass im Wesentlichen keine zusätzlichen Werkzeuge erforderlich sind.
[0049] In der Fig. 7 ist die Oberseite des Gehäusedeckels 3 dargestellt. Zu sehen ist das Ende des Lichtleiterstopfens 15, welcher ein Teil der Anzeigeeinheit 13 ist und welcher das Signal mindestens einer LED 14 auf
der Innenseite des Gehäuses nach außen leitet. Eine solche einfache Anzeigeeinheit 13 dient beispielsweise der Übermittlung von Statussignalen, so dass die Vor-Ort-Überwachung der Prozessgröße vereinfacht wird.
[0050] Bezugszeichenliste
Tabelle 1
[0051]