WO2019076699A1

WO2019076699A1 - Anordnung aus einem messgerät und einem behälter

Info

Publication number: WO2019076699A1
Application number: PCT/EP2018/077610
Authority: WO
Inventors: Stefan Kreis; Guido Knoll
Original assignee: Ifm Electronic Gmbh
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2019-04-25
Also published as: US11112326B2; DE102017128291A1; US20210190620A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem Messgerät und einem Behälter, wobei das Messgerät (1) zum Einsetzen in den Behälter, der das zu messende Medium enthält, geeignet ist, und wobei der Behälter zur Aufnahme des Messgeräts (1) einen Anschlussstutzen (20) mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Durchgangsöffnung und einen in die Durchgangsöffnung hineinragenden Dichtsteg (22) aufweist, wobei das Messgerät (1) einen rotationssymmetrischen Gehäuseteil (10) umfasst, das mediumsseitig mit dem Anschlussstutzen (20) bündig abschließt und einen Außenkonusabschnitt (11) aufweist, der mit einem am Anschlussstutzen (20) vorgesehen Innenkonusabschnitt (21) ein abgeschrägtes Dichtflächenpaar bildet. Erfindungsgemäß besteht das Dichtelement im Bereich des Außen-und Innenkonusabschnitts (11, 21) im vorderen, dem Medium zugewandten Endabschnitt zumindest teilweise aus einem Kunststoff, insbesondere aus PEEK, oder aus einem Elastomer und daran anschließend im dem Medium abgewandten zweiten Abschnitt (32) aus Metalloder Keramik oder einem faserverstärkten Kunststoffbesteht, so dass sich zwischen dem Außenkonusabschnitt (11) des Messgeräts (1) und dem Innenkonusabschnitt (21) des Anschlussstutzens (20) in axialer Richtung ein definierter und damit druck-bzw. kraftstabiler Anschlag ergibt, während davon unabhängig die Dichtfunktion ausschließlich im vorderen, dem Medium zugewandten Endabschnitt (31) des Dichtelements (30) realisiert wird.

Description

Anordnung aus einem Messgerät und einem Behälter

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem Messgerät und einem das zu messende Medium enthaltenden Behälter.

In der Automatisierungstechnik werden Messgeräte eingesetzt, die zur Überwachung eines Mediums bzw. der Eigenschaft eines Mediums dienen. Dabei wird häufig der Füllstand, der Druck oder die Temperatur des Mediums in einem Behälter gemessen. Meist bestehen solche Messgeräte aus einem als Prozessanschluss bezeichneten Unterteil und einem darauf aufgesetzten Gehäuse als Oberteil, das vorrangig zum Schutz des Sensors und der dazu gehörenden Elektronik dient. Der

Prozessanschluss stellt so die Verbindung des Messgeräts mit einem Behälter oder einer Rohrleitung bzw. einem Anschlussstutzen her und beinhaltet meist das

Sensorelement selbst. Das Sensorelement ist bspw. bei Druckmessgeräten als piezoresistive oder kapazitive Messzelle ausgeführt.

Um das Messgerät an die Anlage bzw. den Behälter, in der bzw. dem sich das zu messende Medium befindet, anzuschließen, haben sich stutzenartige Adapter als vorteilhaft erwiesen, wie sie bspw. in der deutschen Patentschrift DE 196 28 551 B4 beschrieben sind. Diese Adapter weisen ein sich in axialer Richtung erstreckendes Durchgangsloch und einen in diesem Durchgangsloch befindlichen umlaufenden Dichtsteg auf. Üblicherweise wird das Messgerät in den Adapter eingeschraubt, wobei die untere Seite des Messgeräts, d.h. der Prozessanschluss, an dem

umlaufenden Dichtsteg anliegt. Durch die Einschraubung des Messgeräts mit einem vorgegebenen Drehmoment kann der Anpressdruck zwischen Prozessanschluss und Dichtsteg des Adapters definiert werden.

Zum Abdichten der Verbindung zwischen Messgerät bzw. Prozessanschluss und Adapter kommen diverse Dichtelemente infrage, wobei häufig Elastomer-Dichtungen, d.h. O-Ringe verwendet werden. Allerdings unterliegen Elastomer-Dichtungen der Alterung und müssen daher regelmäßig getauscht werden.

Um trotz einwirkender Druck- und Temperaturschwankungen eine langzeitstabile und optimiert reinigbare Verbindung zwischen Adapter und Messgerät bzw.

Prozessanschluss zu erreichen, schlägt die deutsche Patentschrift DE 10 2009 028 662 B4 vor, das Dichtelement aus einem chemisch resistenten und temperaturbeständigen thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyetheretherketon (PEEK), auszuführen. PEEK ist chemisch sehr stabil und weist bei typischen Belastungsarten und Temperaturbereichen, bspw. in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie, eine hohe Langzeitstabilität auf. Darüber hinaus ermöglicht ein Dichtelement aus PEEK einen optimalen Kraftverlauf zwischen Dichtsteg und

Prozessanschluss bei einer minimalen Berührungsfläche zwischen dem äußeren Ende des Dichtstegs und dem Dichtelement, so dass eine maximale Verpressung des Dichtelements in einem quasi linienförmigen Bereich realisierbar ist.

Grundsätzlich ist auch Polytetrafluorethylen (PTFE) mit einigen Einschränkungen denkbar.

Allerdings setzt die in der genannten Patentschrift dargestellte Ausführungsform voraus, dass die Wandstärke des Prozessanschlusses mindestens 3,5 mm beträgt, um die Druckmesszelle frei von Belastungen zu stellen. Weiterhin wird die Stabilität des gezeigten PEEK-Dichtelements bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen durch dessen Ringstärke erreicht. Damit die maximale Verpressung zwischen Dichtsteg und Prozessanschluss möglich ist, braucht der Dichtring einen oberen Anschlag, damit die Krafteinleitung nicht zu einer Verschiebung des Dichtrings führt.

Wird jedoch für das Behältnis aufgrund seines kleinen Durchmessers, insbesondere bei einer Rohrleitung, ein kleiner Adapter benötigt, muss folglich auch das Messgerät im Durchmesser minimiert werden. Aufgrund der innenliegenden Druckmesszelle ist jedoch keine beliebige Verkleinerung derselben möglich. Eine weitere Minimierung der aus Adapter, Dichtelement und Messgerät bestehenden Anordnung bedeutet folglich eine Reduzierung der Stärke des PEEK-Rings, wodurch jedoch dessen benötigte Stabilität verloren ginge.

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung aus einem Messgerät und einem das zu messende Medium enthaltenden Behälter, wie sie in der Offenlegungsschrift

DE102016212220A1 offenbart ist. Bei der dort gezeigten Anordnung ist es

notwendig, dass das Messgerät für eine optimale Dichtwirkung mit einem

vorgegebenen Drehmoment in den Anschlussstutzen des Behälters eingeschraubt wird. Aufgabe der Erfindung ist es, diese Anordnung dahingehend zu verbessern, dass das Einschrauben des Messgeräts in den Anschlussstutzen des Behälters erleichtert wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Um das Messgerät ohne Drehmomentschlüssel in den Anschlussstutzen des

Behälters einschrauben zu können, muss das Dichtelement zwischen den

Dichtflächen von Messgerät und Anschlussstutzen, d.h. zwischen dem Außen- und dem Innenkonusabschnitt, so beschaffen sein, dass es dem großen Druck auch bei höheren Einschraubmomenten widerstehen kann, ohne dass es zu Relaxations- und Kriech- bzw. Fließerscheinungen kommt. Ein hierfür notwendiges, besonders steifes und damit widerstandsfähiges Material ist jedoch zumeist als Dichtmaterial für die eigentliche Abdichtung zwischen Messgerät und Anschlussstutzen ungeeignet.

Daher ist das Dichtelement erfindungsgemäß in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt, mit einem Endabschnitt, der im vorderen, dem Medium zugewandten Bereich des Dichtelements angeordnet ist, und einem sich daran anschließenden, dem Medium abgewandten zweiten Abschnitt. Der vordere Abschnitt übernimmt die eigentliche Abdichtfunktion zwischen Messgerät und Anschlussstutzen, während der zweite Abschnitt dafür vorgesehen ist, für einen definierten und damit druck- bzw. kraftstabilen Anschlag während des Einschraubvorgangs des Messgeräts in den Anschlussstutzen zu sorgen.

Beide Abschnitte sind zumindest teilweise zwischen dem Außen- und dem

Innenkonusabschnitt angeordnet, d.h. dass sich bspw. der zweite Abschnitt bis in den zylinderförmigen Gehäuseabschnitt des Messgeräts erstrecken kann.

Der vordere Endabschnitt des Dichtelements besteht zumindest teilweise aus einem chemisch resistenten und temperaturbeständigen thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyetheretherketon (PEEK), oder aus einem Elastomer. PEEK ist deswegen besonders gut geeignet, da es trotz hoher Belastung an der Dichtkante die notwendige Formstabilität mitbringt. .Teilweise' bedeutet hier, dass es sich dabei gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung auch um eine Beschichtung oder eine Zusammensetzung aus mehreren Einzelschichten verschiedener Materialien handeln kann. Entscheidend dabei ist, dass die äußere, letztlich für die gewünschte Dichtwirkung verantwortliche Schicht, aus dem besagten Kunststoff besteht. Das Dichtelement kann aber auch mehrstückig ausgeführt sein und die Abschnitte sind miteinander verbunden.

Im zweiten Abschnitt, der sich an unmittelbar an den vorderen Endabschnitt anschließt und dem Medium abgewandt ist, besteht das Dichtelement bevorzugt aus Metall, wobei zur Erzielung des erfindungsgemäßen Effekts grundsätzlich auch Keramik oder ein faserverstärkter Kunststoff infrage kommen kann. Durch diese Materialvorgabe ist sichergestellt, dass sich das Dichtelement auch bei größeren Druck- bzw. Krafteinflüssen nicht verformt. Es bleibt in seiner ursprünglichen Form erhalten und wird den einwirkenden Kräften nicht nachgeben. Damit ergibt sich zwischen dem Außenkonusabschnitt des Messgeräts und dem Innenkonusabschnitt des Anschlussstutzens in axialer Richtung ein definierter Anschlag, während davon unabhängig die Dichtfunktion ausschließlich im vorderen, dem Medium zugewandten Endabschnitt des Dichtelements realisiert wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Dichtelement in wenigstens drei Abschnitte unterteilt ist, wobei nur der vordere Endabschnitt und der sich daran anschließende zweite Abschnitt zwischen dem Außen- und dem

Innenkonusabschnitt angeordnet sind. Hintergrund ist der, dass das Metall nur in dem Bereich benötigt wird, wo der Innenkonusabschnitt auf dem

Außenkonusabschnitt aufliegt und damit das Dichtelement dem durch das

Einschraubmoment erzeugten Druck widerstehen muss. Zur leichteren Montage des Dichtelements kann es vorteilhaft sein, den sich bis in den zylinderförmigen

Gehäuseabschnitt des Messgeräts erstreckenden Teil aus einem flexibleren Material auszuführen.

Um die Verbindung zwischen den Materialien zwischen den Abschnitten zu verbessern, sieht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der metallische zweite Abschnitt an wenigstens einer Seite eine strukturierte

Oberfläche aufweist. Auf diese Weise kann ein Formschluss zwischen den

Materialien beider Abschnitte hergestellt werden.

Bevorzugt ist der chemisch resistente und temperaturbeständige thermoplastische Kunststoff bzw. das Elastomer des Endabschnitts an das Metall des zweiten

Abschnitts des Dichtelements angespritzt. Hierfür bietet es sich an, die dem Endabschnitt zugewandte Seite des zweiten Abschnitts zahnartig auszugestalten. Vorteilhaft kann dabei das Vorsehen von Hinterschneidungen sein.

Alternativ zur Anspritzung des Kunststoffs bzw. des Elastomers kann der metallische zweite Abschnitt auch umspritzt werden, wofür sich insbesondere PEEK anbietet. Der metallische zweite Abschnitt ist in dieser Ausführungsform als Ring ausgestaltet, wobei sich auch hier strukturierte Oberfläche in Form eines wellenartigen Verlaufs des Ringes oder ein Verlauf des Ringes mit unterschiedlicher Dicke bzw. Stärke anbietet. Ergänzend dazu ist es vorteilhaft, die Oberfläche des Metallrings

aufzurauen, um eine noch bessere Haftung des Kunststoffs der Umspritzung mit dem Metall zu erreichen. Damit wird neben einer verbesserten Verbindung zwischen den Materialien auch der vorteilhafte Effekt erzielt, dass im zweiten Abschnitt des

Dichtelements das Metall und die Umspritzung abwechselnd Teil der äußeren Oberflächen sind und damit das Metall trotz der Umspritzung die erfindungsgemäße Funktion eines definierten Anschlags erfüllt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine

Haltefunktion zur Lagefixierung des Dichtelements dadurch realisiert wird, dass im Bereich des zylinderförmigen Gehäuseabschnitts eine am Dichtelement angeordnete Wulst in eine im Messgeräts und/oder im Anschlussstutzen vorgesehene

korrespondierende Nut eingreift, und eine Dichtfunktion ausschließlich im Bereich des Außen- und Innenkonusabschnitts realisiert wird. Im Ergebnis werden damit die Dichtfunktion und die Haltefunktion des Dichtelements unabhängig voneinander in zwei räumlich voneinander getrennten Bereichen realisiert. Alternativ dazu kann das Dichtelement auch auf den Konus aufgeschoben sein und die Haltefunktion im zylinderförmigen Gehäuseabschnitt mittels Presspassung erzielt werden.

Die Abmessungen des Dichtelements können im für die Dichtung relevanten Bereich reduziert werden, ohne dass auf die Vorteile der maximalen Verpressung des Dichtelements in einer minimalen Berührungsfläche zwischen dem äußeren Ende des Dichtstegs und dem Dichtelement verzichtet werden muss. Eine Verschiebung des Dichtelements aufgrund der Krafteinwirkung wird durch den Innenkonusabschnitt verhindert, so dass das Dichtelement dünn und flächig ausgestaltet werden kann.

Das Messgerät kann soweit minimiert werden, dass Druckmesszellen für Vi Zoll- Prozessanschlüsse verwendet werden können und die Wandstärke des Messgeräts bzw. des Prozessanschlusses ca. 1 ,8 mm beträgt. Dabei ergibt sich ein optimaler Kraftverlauf, weil die Wandstärke des Prozessanschlusses im Bereich der Dichtung bei dieser ohnehin schon minimalen Stärke nicht durch Einbuchtungen, Kerben usw. zur Aufnahme eines Dichtrings geschwächt werden muss.

Vorteilhafterweise kann das Dichtelement derart ausgebildet sein, dass es zum bündigen Übergang zwischen dem Gehäuseteil des Messgeräts und dem

Anschlussstutzen beiträgt. Damit ist es möglich, den Übergang von

Prozessanschluss zum Adapter bzw. Anschlussstutzen totraumfrei zu gestalten, so dass die erfindungsgemäße Anordnung auch in der Pharma- und

Lebensmittelindustrie mit besonderen Hygienevorschriften einsetzbar ist.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das Gehäuseteil oberhalb des Innenkonusabschnitts eine Verjüngung aufweist, die der Dicke des Dichtelements entspricht. Damit wird erreicht, dass sich der Außendurchmesser des

Messgerätegehäuses durch das Aufbringen der Dichtung nicht erhöht und eine im Wesentlichen gleichmäßig zylindrische Außenkontur aufweist.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sieht die Erfindung vor, dass der Innenkonusabschnitt und der Außenkonusabschnitt mit einem Winkel zueinander stehen. Damit laufen beide Dichtfläche zur Dichtkante hin spitz zu, so dass sich eine quasi linienförmige Fläche ergibt, in der der Anschlussstutzen das auf dem

Prozessanschluss anliegende Dichtelement berührt. Damit ist eine maximale

Verpressung des Dichtelements ausschließlich in diesem Bereich möglich, wodurch die Anforderungen der Hygienerichtlinien erfüllt werden können. Eine Alternative dazu sieht vor, dass beide Dichtflächen auch parallel zueinander verlaufen können, aber der vordere Endabschnitt des Dichtelements eine sich Richtung Dichtkante aufweitende Form aufweist. Auch dann würde sich der Vorteil der maximalen

Verpressung des Dichtelements ausschließlich an der Dichtkante, d.h. im dem Medium zugewandten Bereich ergeben.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung aus einem Messgerät, einem Behälter mit Anschlussstutzen und einem dazwischen angeordneten Dichtelement erhält der Anwender nun die Möglichkeit, das Messgerät ohne Beachtung eines besonderen Anzugmoments in den Anschlussstutzen einzuführen. Denn durch den metallischen Abschnitt des Dichtelements ergibt sich in axialer Richtung ein definierter und damit druck- bzw. kraftstabiler Anschlag, während davon unabhängig die Dichtfunktion - mit einer definierten Verpressung - ausschließlich im vorderen, dem Medium zugewandten Endabschnitt des Dichtelements realisiert wird. Wahlweise kann das Dichtelement in dem Endabschnitt die Dichtfunktion durch ein Elastomer oder durch einen chemisch resistenten und temperaturbeständigen thermoplastischen

Kunststoff, insbesondere PEEK, erzielen. Auch kann der Anwender - sofern gewünscht - durch Weglassen des Dichtelements durch das direkte Aufliegen von Messgerät und Anschlussstutzen, d.h. des Innen- und des Außenkonusabschnitts, eine Metall-Metall-Dichtung realisieren. Dem Anwender wird somit ein

größtmögliches Maß an Gestaltungsfreiheit geboten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter

Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Anordnung aus einem Messgerät, einem Anschlussstutzen und einem dazwischenliegenden Dichtelement,

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 mit„A" bezeichneten

Teilbereichs,

Figur 3a-3e eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtelements,

Figur 4a-4d eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtelements,

Figur 5 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtelements.

In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.

In Figur 1 ist eine Anordnung aus einem Messgerät 1 , einem Anschlussstutzen 20 und einem dazwischenliegenden Dichtelement 30 abgebildet. Bei dem Messgerät 1 handelt es sich hier beispielhaft um ein Druckmessgerät mit einer Druckmesszelle 2. Der grundsätzliche Aufbau dieser Anordnung, also das in den Anschlussstutzen 20 eingeführte, insbesondere eingeschraubte Messgerät 1 ist an sich bekannt. Das Messgerät 1 weist einen - häufig auch als Prozessanschluss bezeichneten - zylinderförmigen Gehäuseabschnitt 12 auf mit einem Außengewinde, welches in ein Innengewinde des Anschlussstutzens 20 eingreift. Die Wandstärke des Prozessanschlusses 12 beträgt ca. 1 ,8 mm. Oberhalb des Prozessanschlusses 12 befindet sich noch ein Raum zur Aufnahme der Sensorelektronik und ggf. einer Auswerteelektronik sowie einer Anschlussvorrichtung zur Signal- und/oder

Energieübertragung. Auf die Abbildung dieses Bereichs wurde aus

Darstellungsgründen verzichten, zumal ein derartiger Aufbau bekannt ist.

Der Anschlussstutzen 20 weist an seinem unteren, dem Medium zugewandten Ende einen nach innen gerichteten Dichtsteg 22 auf, der aufgrund seines konischen Verlaufs vorliegend als Innenkonusabschnitt 21 bezeichnet wird. Als Gegenstück zu diesem Innenkonus 21 weist das Messgerät 1 bzw. der Prozessanschluss 12 einen Außenkonusabschnitt 1 1 auf. Zwischen dem Außenkonusabschnitt 1 1 und dem Innenkonusabschnitt 21 befindet sich das erfindungsgemäße Dichtelement 30.

Das Messgerät 1 ist bündig in den Anschlussstutzen 20 eingeschraubt und realisiert die insbesondere für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie notwendige

Totraumfreiheit, die das Ablagern von Substanzen in schlecht- bzw. nicht reinigbaren Bereichen verhindert.

In Figur 2 ist der in Fig. 1 mit„A" bezeichnete Teilbereich vergrößert darstellt. Zu erkennen ist jetzt, dass das Dichtelement 30 in zwei Abschnitte unterteilt ist: einem vorderen, dem Medium zugewandten Endabschnitt 31 und einem sich daran anschließenden, dem Medium abgewandten zweiten Abschnitt 32. Die abgebildete Ausführungsform kann auch dahingehend ergänzt werden, dass das Dichtelement 30 drei Abschnitte aufweist, wobei nur der vordere Endabschnitt 31 und der sich daran anschließende zweite Abschnitt 32 zwischen dem Außen- und dem

Innenkonusabschnitt 1 1 , 21 angeordnet sind. Hintergrund ist der, dass das Material mit den besonderen Eigenschaften hinsichtlich Steifigkeit nur in dem Bereich benötigt wird, wo der Innenkonusabschnitt 21 auf dem Außenkonusabschnitt 1 1 aufliegt und damit das Dichtelement 30 dem durch das Einschraubmoment erzeugten Druck widerstehen muss. Zur leichteren Montage des Dichtelements 30 kann es vorteilhaft sein, den sich bis in den zylinderförmigen Gehäuseabschnitt 12 des Messgeräts erstrecken Teil aus einem flexibleren Material auszuführen.

Der vordere Endabschnitt 31 des Dichtelements 30 besteht zumindest teilweise aus einem chemisch resistenten und temperaturbeständigen thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyetheretherketon (PEEK), oder aus einem

Elastomer.

Im zweiten Abschnitt 32, der sich unmittelbar an den vorderen Endabschnitt 31 anschließt und dem Medium abgewandt ist, besteht das Dichtelement 30 bevorzugt aus Metall, insbesondere Edelstahl, wobei zur Erzielung des erfindungsgemäßen Effekts grundsätzlich auch Keramik oder ein faserverstärkter Kunststoff sowie Polyphenylensulfid (PPS) infrage kommen kann.

Damit ergibt sich zwischen dem Außenkonusabschnitt 1 1 des Messgeräts und dem Innenkonusabschnitt 21 des Anschlussstutzens 20 in axialer Richtung ein definierter und damit druck- bzw. kraftstabiler Anschlag, weil das Material des Dichtelements 30 auch bei größeren Druck- bzw. Krafteinflüssen infolge des Einschraubvorgangs des Messgeräts in den Anschlussstutzen nicht verformt, sondern in seiner ursprünglichen Form erhalten bleibt und den einwirkenden Kräften nicht nachgibt. Davon

unabhängig wird die Dichtfunktion ausschließlich im vorderen, dem Medium zugewandten Endabschnitt 31 des Dichtelements 30 realisiert.

Aus Fig. 2 ist des Weiteren zu erkennen, dass der Innenkonusabschnitt 21 und der Außenkonusabschnitt 1 1 mit einem Winkel zueinanderstehen. Auf diese Weise wird eine maximale Verpressung des Dichtelements 30 ausschließlich in einem quasi linienförmigen, dem Medium zugewandten Dichtbereich erreicht.

Zur Halterung des Dichtelements 30 weist es an seinem rückseitigen, dem Medium abgewandten Ende 32 eine Wulst 33 auf, der in eine dafür vorgesehene Nut 13 des Prozessanschlusses 12 eingreift. Auf diese Weise kann die Haltefunktion und die eigentliche Dichtfunktion voneinander unabhängig und in räumlich getrennten Bereichen erfolgen. Der zylindrische Bereich 32 des Dichtelements 30 muss dabei nicht vollständig umlaufend ausgestaltet sein, sondern kann bspw. durch

längsgerichtete Laschen gebildet sein, die am Umfang des Dichtelements 30 angeordnet und durch Zwischenräume voneinander getrennt sind. Damit wäre dann auch die Wulst 33 nicht mehr vollständig umlaufend, sondern nur quasi-umlaufend. Alternativ dazu kann das Dichtelement 30 auch auf den Konus des

Prozessanschlusses 12 aufgeschoben sein und die Haltefunktion im

zylinderförmigen Gehäuseabschnitt mittels Presspassung erzielt werden. Um den Außendurchmesser des Prozessanschlusses durch die aufgeschobene Dichtung 30 nicht zu vergrößern, ist er in diesem Bereich verjüngt, vorteilhafterweise genau um die Dicke des Dichtelements 30.

Die abgebildete Anordnung aus Messgerät 1 und Anschlussstutzen 20 lässt dem Anwender darüber hinaus auch die Möglichkeit offen, das Dichtelement 30 auch weglassen zu können. Dann würden Außen- und Innenkonusabschnitt 1 1 , 21 unmittelbar aufeinander aufliegen und wegen des Winkels, mit dem beide

Dichtflächen zueinander stehen, ergäbe sich eine bekannte Metall-Metall-Dichtung.

Die Figuren 3a bis 3e sowie 4a bis 4d zeigen jeweils konkrete Ausgestaltungsformen des Dichtelements 30. In den Fig. 3a bis 3e ist der zweite Abschnitt 32 als Metallring ausgeführt, welcher vom dem thermoplastischen Kunststoff des Endabschnitts 31 umspritzt ist. Hierbei bietet sich insbesondere PEEK an, da dieses Material neben seiner Temperaturbeständigkeit und seiner chemischen Resistenz sich sehr gut Spritzgießen lässt. Während in Fig. 3b der Metallring im Einzelnen dargestellt ist, ist Fig. 3a zu entnehmen, dass dieser Metallring 32 von PEEK umschlossen ist. PEEK wirkt somit im Endabschnitt 31 als Dichtmaterial, zieht sich aber bis in den oberen Teil des Dichtelements 30 und bildet dort die bereits angesprochene Wulst 33, die zur Befestigung des Dichtelements 30 am Prozessanschluss 12 dient.

Das Besondere ist nun die spezielle Ausgestaltung des Metallrings 32. Dieser wird nämlich aus mehreren, plättchenartigen Ringsegmenten gebildet, wobei sich vorteilhafterweise die Ausführung als Stanzbiegeteil anbietet. Dabei liegen immer zwei Ringsegmente an ihren Enden aufeinander auf, so dass der Metallring 32 an diesen Stellen eine doppelte Stärke bzw. Dicke aufweist, während dazwischen die Ringstärke nur durch die einfache Dicke eines , Plättchens' gebildet wird. Diese spezielle Ausgestaltung des Metallrings 32 hat den Hintergrund, dass die Dicke des Dichtelements 30 - zumindest im Bereich des zweiten Abschnitts 32 - exakt der maximalen Ringstärke des Metallrings entspricht, so dass, wie in Fig. 3a zu erkennen, der Metallring nur abschnittsweise von PEEK umspritzt ist. An der äußeren, in Fig. 3a nicht dargestellten Oberfläche des Dichtelements 30 ergibt sich ein ähnliches Bild. Dieser abwechselnde Verlauf des Metallrings wird in den Fig. 3c bis 3e im Schnitt dargestellt, wobei zum besseren Verständnis die Position des jeweiligen Schnitts in der Draufsicht - siehe jeweils untere Abbildung - dargestellt ist. Hinzuweise ist bzgl. der Draufsichten noch, dass der vollständige Metallring 32 nicht zu erkennen ist, weil die Wulst 33 in dieser Ansicht Teile des Metallrings 32 verdeckt.

Die oberen Abbildungen der Fig. 3c und 3e zeigen jeweils einen Schnitt an der Stelle, wo der Metallring 32 nur eine einfache Dicke eines , Plättchens' aufweist. Der Metallring 32 ist hier einmal an der oberen, dem Prozessanschluss 12 zugewandten Oberfläche und einmal an der unteren, dem Anschlussstutzen 20 zugewandten Oberfläche angeordnet. In Fig. 3d hingegen ist der Schnitt an der Stelle vollzogen worden, wo zwei , Plättchen' übereinanderliegen und damit die Dicke des Metallrings 32 aus der doppelten Plättchenstärke gebildet wird. Wie zuvor beschrieben, entspricht im Bereich des zweiten Abschnitts 32 die Dicke des Dichtelements 30 exakt der maximalen Ringstärke des Metallrings, so dass partiell an diesen Stellen, wo zwei , Plättchen' übereinanderliegen - siehe Fig. 3d -, trotz der PEEK- Umspritzung des Metallrings 32 ein metallischer Anschlag zwischen dem

Prozessanschluss 12 und dem Anschlussstutzen 20 realisiert ist.

In den Fig. 4a bis 4d ist eine zweite Ausgestaltungsform des Dichtelements 30 abgebildet. Hier wird das Dichtelement 30 nur aus zwei Abschnitten 31 , 32 gebildet. Der untere, dem Medium zugewandten Endabschnitt 31 ist vorliegend an den zweiten Abschnitt 32 angespritzt. Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Material für den Endabschnitt 31 auch hier um PEEK.

In Fig. 4b ist der als Metallring ausgebildete zweite Abschnitt 32 dargestellt. Zu erkennen ist hier, dass die untere, dem Endabschnitt 31 zugewandte Seite zahnartig ausgestaltet ist. Diese zahnartige Struktur kann zusätzlich auch Hinterschneidungen aufweisen. Damit soll die Verbindung zwischen dem Material des Endabschnitts 31 und dem Metall des zweiten Abschnitts 32 durch einen Formschluss verbessert werden.

Die Fig. 4c und 4d zeigen jeweils Längsschnitte, wobei die jeweilige Position der Schnitte in den unteren Abbildungen dargestellt ist. Der zweite Abschnitt 32, d.h. der Metallring zieht sich bei dieser Ausgestaltungsform bis in den oberen,

zylinderförmigen Teil des Prozessanschlusses 12. Die Befestigung des

Dichtelements 20 am Prozessanschluss 12 erfolgt hier über eine Presspassung.

Durch die zahnartige Struktur des Metallrings 32 ergibt sich die unterschiedliche Darstellung zwischen den Fig. 4c und 4d. In Fig. 4c ist der Teil des Metallrings 32 dargestellt, der den metallischen Anschlag zwischen dem Prozessanschluss 12 und dem Anschlussstutzen 20 realisiert.

Fig. 5 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, bei der ähnlich wie in Fig. 4a-d durch eine Vertiefung in der unteren, dem Endabschnitt 31 zugewandten Seite des zweiten Abschnitts 32 ein Formschluss und damit eine verbesserte Verbindung zwischen dem Material des Endabschnitts 31 und dem Metall des zweiten Abschnitts 32 erreicht wird. Eine weitere Verbesserung dieser Verbindung kann durch das Vorsehen einer Hinterschneidung erreicht werden. Diese Hinterschneidung ermöglicht dann bspw., dass der Endabschnitt 31 in den zweiten Abschnitt 32 eingeclipst werden kann. Damit wird ein zuverlässiger Verlierschutz erreicht.

Claims

Patentansprüche

1 . Anordnung aus einem Messgerät und einem Behälter,

wobei das Messgerät (1 ) zum Einsetzen in den Behälter, der das zu messende Medium enthält, geeignet ist, und wobei der Behälter zur Aufnahme des Messgeräts (1 ) einen Anschlussstutzen (20) mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Durchgangsöffnung und einen in die

Durchgangsöffnung hineinragenden Dichtsteg (22) aufweist, wobei das Messgerät (1 ) einen rotationssymmetrischen Gehäuseteil (10) umfasst, das mediumsseitig mit dem Anschlussstutzen (20) bündig abschließt und einen Außenkonusabschnitt (1 1 ) aufweist, der mit einem am

Anschlussstutzen (20) vorgesehen Innenkonusabschnitt (21 ) ein

abgeschrägtes Dichtflächenpaar bildet, wobei zwischen dem Gehäuseteil (10) des Messgeräts (1 ) und dem

Anschlussstutzen (20) ein Dichtelement (30) angeordnet ist, das flächig und kappenartig ausgebildet ist und sich vom Bereich des Außenkonusabschnitts (1 1 ) bis in einen anschließenden zylinderförmigen Gehäuseabschnitt (12) des metallischen Gehäuseteils (10) erstreckt, wobei das Dichtelement (30) in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt ist, mit einem vorderen, dem Medium zugewandten Endabschnitt (31 ) und einem sich daran anschließenden, dem Medium abgewandten zweiten Abschnitt (32), wobei beide Abschnitte (31 , 32) zumindest teilweise zwischen dem Außen- und dem Innenkonusabschnitt (1 1 , 21 ) angeordnet sind, und wobei das Dichtelement (30) im vorderen, dem Medium zugewandten Endabschnitt (31 ) zumindest teilweise aus einem chemisch resistenten und temperaturbeständigen thermoplastischen Kunststoff oder aus einem

Elastomer besteht und im dem Medium abgewandten zweiten Abschnitt (32) aus Metall oder Keramik oder einem faserverstärkten Kunststoff besteht, so dass sich zwischen dem Außenkonusabschnitt (1 1 ) des Messgeräts (1 ) und dem Innenkonusabschnitt (21 ) des Anschlussstutzens (20) in axialer Richtung ein definierter und damit druck- bzw. kraftstabiler Anschlag ergibt, während davon unabhängig die Dichtfunktion ausschließlich im vorderen, dem Medium zugewandten Endabschnitt (31 ) des Dichtelements (30) realisiert wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1 ,

wobei das Dichtelement (30) einstückig aus Metall ausgeführt ist und im vorderen, dem Medium zugewandten Endabschnitt (31 ) mit dem chemisch resistenten und temperaturbeständigen thermoplastischen Kunststoff oder dem Elastomer beschichtet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 ,

wobei das Dichtelement (30) mehrstückig ausgeführt ist und die wenigstens zwei Abschnitte (31 , 32) miteinander verbunden sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 3,

wobei das Dichtelement (30) in wenigstens drei Abschnitte unterteilt ist, wobei nur der Endabschnitt (31 ) und der sich daran anschließende zweite Abschnitt (32) zwischen dem Außen- und dem Innenkonusabschnitt (1 1 , 21 ) angeordnet sind.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei der metallische zweite Abschnitt (32) an wenigstens einer Seite zur verbesserten Verbindung mit dem Material des Endabschnitts (31 ) eine strukturierte Oberfläche aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 5,

wobei die dem Endabschnitt (31 ) zugewandte Seite des zweiten Abschnitts (32) zahnartig ausgestaltet ist oder der zweite Abschnitt (32) als Ring ausgestaltet ist und eine strukturierte Oberfläche in Form eines wellenartigen Verlaufs des Ringes oder ein Verlauf des Ringes mit unterschiedlicher Dicke bzw. Stärke ausgebildet ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei die Dichtfunktion und eine Haltefunktion zur Lagefixierung des

Dichtelements (30) unabhängig voneinander in zwei räumlich voneinander getrennten Bereichen erfolgt.

8. Anordnung nach Anspruch 6,

wobei die Haltefunktion des Dichtelements (30) dadurch realisiert wird, dass im Bereich des zylinderförmigen Gehäuseabschnitts (12) eine am

Dichtelement (30) angeordnete Wulst (33) in eine im zylinderförmigen

Gehäuseabschnitt (12) des Messgeräts (1 ) und/oder im Anschlussstutzen (20) vorgesehene korrespondierende Nut (13) eingreift.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei das Dichtelement derart ausgebildet ist, dass es zum bündigen

Übergang zwischen dem Gehäuseteil (10) und dem Anschlussstutzen (20) beiträgt.

10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei der Innenkonusabschnitt (21 ) und der Außenkonusabschnitt (1 1 ) mit einem Winkel zueinander stehen, so dass eine maximale Verpressung des Dichtelements (30) ausschließlich in einem quasi linienformigen, dem Medium zugewandten Dichtbereich erfolgt.