WO2026013036A1 - Sensorsteuergehäuse - Google Patents
SensorsteuergehäuseInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Sensorsteuergehäuse (1) umfassend: - ein Sensorgehäuse (10), welches sich entlang einer ersten Achse (X) erstreckt und ein erstes Gehäuseende (11) sowie ein zweites Gehäuseende (12) aufweist, wobei das Sensorgehäuse (10) am ersten Gehäuseende (11) offen ist, wobei am ersten Gehäuseende (11) ein Befestigungsbereich (13) ausgebildet ist und das Sensorgehäuse (10) eine erste Steckeröffnung (14) aufweist, - einen ersten Stecker (20), der in der ersten Steckeröffnung (14) angeordnet ist, - ein Elektronikgehäuse (30), welches am Befestigungsbereich (13) befestigt ist und relativ zum Sensorgehäuse (10) axial drehbar ist, - ein Elektronikbecher (40), welcher sich entlang der ersten Achse (X) erstreckt und ein erstes Becherende (41) sowie ein zweites Becherende (42) aufweist, wobei der Elektronikbecher (40) am ersten Becherende (41) offen ist, wobei der Elektronikbecher (40) derart ausgebildet und im Sensorgehäuse (10) angeordnet ist, dass sich ein axialer Kanal (44) zwischen dem Sensorgehäuse (10) und dem Elektronikbecher (40) ausbildet.
Description
Sensorsteuergehäuse
Die Erfindung betrifft ein Sensorsteuergehäuse.
In der Analysemesstechnik, insbesondere im Bereich der Wasserwirtschaft, der Umweltanalytik, im industriellen Bereich, z.B. in der Lebensmitteltechnik, der Biotechnologie und der Pharmazie, sowie für verschiedenste Laboranwendungen sind Messgrößen wie der pH-Wert, die Leitfähigkeit, oder auch die Konzentration von Analyten, wie beispielsweise Ionen oder gelösten Gasen in einem gasförmigen oder flüssigen Messmedium von großer Bedeutung. Diese Messgrößen können beispielsweise mittels elektrochemischer Sensoren erfasst und/oder überwacht werden, wie zum Beispiel optische, potentiometrische, amperometrische, voltammetrische oder coulometrische Sensoren, oder auch Leitfähigkeitssensoren.
Sollen solche Sensoren in einer explosionsgefährdeten Umgebung eingesetzt werden, ist es wichtig, dass den entsprechenden Normen bezüglich der Auslegung des Sensors und dessen Gehäuses für den Gebrauch in diesen Umgebungen vollständig Rechnung getragen wird. Bei der Entwicklung von z.B. einem Sensor samt Gehäuse spielt somit der Aspekt der Sicherheit eine wichtigere Rolle als z.B. der Bedienkomfort für den Benutzer des Sensors. Weist das Sensorgehäuse beispielsweise einen separaten Kabelanschluss für eine Verbindung mit weiteren Sensoren auf, so ist es meist zweitrangig, ob dieser Kabelanschluss den Komfort bei der Bedienbarkeit des Sensors beeinträchtigt.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse vorzuschlagen, welches für explosionsgefährdete Umgebungen geeignet ist und gleichzeitig optimalen Komfort bei der Bedienung durch den Benutzer ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Sensorsteuergehäuse gemäß Anspruch 1 .
Das erfindungsgemäße Sensorsteuergehäuse umfasst: ein Sensorgehäuse, welches sich entlang einer ersten Achse erstreckt und ein erstes Gehäuseende sowie ein zweites Gehäuseende aufweist,
wobei das Sensorgehäuse am ersten Gehäuseende offen ist, wobei am ersten Gehäuseende ein Befestigungsbereich ausgebildet ist und das Sensorgehäuse eine erste Steckeröffnung aufweist, einen ersten Stecker, der in der ersten Steckeröffnung angeordnet ist, ein Elektronikgehäuse, welches am Befestigungsbereich befestigt ist und relativ zum Sensorgehäuse axial drehbar ist, ein Elektronikbecher, welcher sich entlang der ersten Achse erstreckt und ein erstes Becherende sowie ein zweites Becherende aufweist, wobei der Elektronikbecher am ersten Becherende offen ist, wobei der Elektronikbecher derart ausgebildet und im Sensorgehäuse angeordnet ist, dass sich ein axialer Kanal zwischen dem Sensorgehäuse und dem Elektronikbecher ausbildet, eine Elektronikeinheit mit mindestens einen dritten Stecker, wobei die Elektronikeinheit in dem Elektronikbecher so angeordnet ist, dass sich der dritte Stecker am ersten Becherende befindet, eine Flexplatine mit einem ersten Platinenende und einem zweiten Platinenende, wobei das erste Platinenende elektrisch mit dem ersten Stecker verbunden ist, wobei die Flexplatine am zweiten Platinenende einen vierten Stecker aufweist, welcher zum dritten Stecker kompatibel ist, wobei die Flexplatine im axialen Kanal angeordnet ist, wobei der vierte Stecker mit dem dritten Stecker verbunden ist.
Anhand des erfindungsgemäßen Sensorsteuergehäuses wird ermöglicht, dass über den ersten Stecker Daten in das Sensorsteuergehäuse eingelesen und ausgelesen werden können und gleichzeitig durch die Drehbarkeit des Elektronikgehäuses maximaler Bedienkomfort für den Benutzer garantiert wird. Durch ein Drehen des Elektronikgehäuses wird beispielsweise kein Kabel, welches am ersten Stecker angesteckt wäre, mitgedreht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Flexplatine einen starren Abschnitt und einen flexiblen Abschnitt auf, und der starre Abschnitt ist am ersten Platinenende und der flexible Abschnitt am zweiten Platinenende angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Flexplatine am flexiblen Abschnitt einen Bogen mit im Wesentlichen 90° auf.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste Steckeröffnung radial am Sensorgehäuse angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Sensorgehäuse einen Innendurchmesser quer zur ersten Achse auf, und der Elektronikbecher weist einen Außendurchmesser quer zur ersten Achse auf, wobei der Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Sensorgehäuse eine zweite Steckeröffnung auf und das Sensorsteuergehäuse weist einen zweiten Stecker auf, wobei der zweite Stecker in der zweiten Steckeröffnung angeordnet ist und mit der Elektronikeinheit verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Elektronikgehäuse ein Display auf.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eignet sich das Sensorsteuergehäuse für explosionsgefährdete Umgebungen und weist einen Verguss auf, welcher die Elektronikeinheit mit dem Elektronikbecher so verbindend füllt, dass der dritte Stecker mit dem vierten Stecker verbindbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der erste Stecker dazu geeignet, in einer explosionsgefährdeten Umgebung eingesetzt zu werden und weist eine Glasbarriere auf, welche Steckkontakte des ersten Steckers zu einer Steckerbuchse des ersten Steckers isoliert.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 : eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Sensorsteuergehäuses,
- Fig. 2: eine beispielhafte perspektivische Darstellung einer Flexplatine aus Figur 1 ,
- Fig. 3: eine Frontansicht der Flexplatine aus Figur 2,
Fig. 4: eine Rückansicht der Flexplatine aus Figur 2.
Das erfindungsgemäße Sensorsteuergehäuse 1 ist in Figur 1 dargestellt und umfasst ein Sensorgehäuse 10, mindestens einen ersten Stecker 20, ein Elektronikgehäuse 30, einen Elektronikbecher 40, eine Elektronikeinheit 50 und eine Flexplatine 60.
Das Sensorgehäuse 10 erstreckt sich entlang einer ersten Achse X und weist ein erstes Gehäuseende 11 sowie ein zweites Gehäuseende 12 auf. Das Sensorgehäuse 10 ist am ersten Gehäuseende 11 offen. Am ersten Gehäuseende 11 ist ein Befestigungsbereich 13 ausgebildet. Der Befestigungsbereich 13 ermöglicht, dass das Elektronikgehäuse 30 relativ zum Sensorgehäuse 10 um die erste Achse X drehbar ist. Der Befestigungsbereich 13 umfasst beispielsweise eine axial um laufende Nut 16 (siehe Figur 1 ).
Das Sensorgehäuse 10 weist eine erste Steckeröffnung 14 auf. Die erste Steckeröffnung 14 ist vorzugsweise radial, also quer zur ersten Achse X bezogen auf eine die erste Steckeröffnung 14 zentral durchlaufende Achse, angeordnet. Die erste Steckeröffnung 14 ist außerhalb des Befestigungsbereichs 13 angeordnet. Die erste Steckeröffnung 14 ist axial vom Befestigungsbereichs 13 beabstandet angeordnet. Das Sensorgehäuse 10 weist vorzugsweise eine zweite Steckeröffnung 15 auf, welche vorzugsweise axial, also am ersten Gehäuseende 12, angeordnet ist. Das Sensorgehäuse 10 weist mindestens eine Wandstärke auf, welche den Vorschriften für explosionsgefährdete Umgebungen entspricht. Das Material des Sensorgehäuses 10 ist vorzugsweise aus Metall. Das Sensorgehäuse 10 weist einen Außendurchmesser DA auf, welcher sich quer zur ersten Achse X erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der Außendurchmesser DA parallel zu einer zweiten Achse Y, welche orthogonal zur ersten Achse X steht.
Der erste Stecker 20 ist in der ersten Steckeröffnung 14 angeordnet. Der erste Stecker 20 ist über die Flexplatine 60 mit der Elektronikeinheit 50 verbunden. Der erste Stecker 20 weist im Inneren eine Glasbarriere 21 oder andere isolierende Barriere auf, welche die Steckkontakte 22 zueinander und zur Steckerbuchse 23 isoliert. Der erste Stecker 20 entspricht den Vorschriften für explosionsgefährdete Umgebungen. Die Steckerbuchse 23 ist vorzugsweise im Wesentlichen aus Metall. Die Steckerbuchse 23
ist vorzugsweise mit dem Sensorgehäuse 10 verschweißt. Der erste Stecker 20 ist beispielsweise eine M12 8-Pol Buchse, welche derart in dem Sensorgehäuse 10 eingebaut ist, dass die erste Steckeröffnung 14 druckfest und gasdicht verschlossen wird. Der erste Stecker 20 ist dazu geeignet, mit einem Druckmessgerät, einem SPI fähigem Gerät, einer Sensorelektronik eines weiteren Sensors oder einem Servicetool zum Rohdatenabgriff verbunden zu werden. Über den ersten Stecker 20 werden vorzugsweise Digitalsignale zwischen den oben erwähnten externen Einheiten und der Elektronikeinheit 50 übertragen.
Das Elektronikgehäuse 30 ist am Befestigungsbereich 13 befestigt und ist relativ zum Sensorgehäuse 10 axial drehbar. Das Elektronikgehäuse 30 weist vorzugsweise ein Display 31 und/oder weitere Bedienelemente auf, welche es dem Benutzer ermöglichen, einen mit der Elektronikeinheit 50 verbundenen Sensor 2 zu parametrisieren. Dank der Drehbarkeit des Elektronikgehäuses 30, lässt sich der Sensor 2 leichter durch den Benutzer parametrisieren.
Der Elektronikbecher 40 ist im Sensorgehäuse 10 angeordnet, erstreckt sich entlang der ersten Achse X und weist ein erstes Becherende 41 sowie ein zweites Becherende 42 auf. Der Elektronikbecher 40 ist am ersten Becherende 41 offen. Der Elektronikbecher 40 weist einen Außendurchmesser DA auf, welcher sich quer zur ersten Achse X, vorzugsweise parallel zur zweiten Achse Y, erstreckt. Der Außendurchmesser DA ist kleiner als der Innendurchmesser DI des Sensorgehäuses 10. Wenn der Elektronikbecher 40 in dem Sensorgehäuse 10 angeordnet ist, so bildet sich ein axialer Kanal 44 zwischen dem Sensorgehäuse 10 und dem Elektronikbecher 40 aus.
Die Elektronikeinheit 50 ist in dem Elektronikbecher 40 angeordnet. Die Elektronikeinheit 50 umfasst beispielsweise eine Platine. Die Elektronikeinheit 50 umfasst beispielsweise eine Steuereinheit wie einen Mikrocontroller. Der zweite Stecker 51 ist so auf der Elektronikeinheit 50 angeordnet, dass dieser auch nach einem Verguss des Elektronikbechers 40 und der Elektronikeinheit 50 zum Stecken zugänglich bleibt. Die Elektronikeinheit 50 wird hierzu so im Elektronikbecher 40 positioniert, dass der dritte Stecker 51 am ersten Becherende 41 angeordnet ist. Der dritte Stecker 51 ist so
angeordnet, dass dieser auch nach dem Vergießen der Elektronikeinheit 50 zum Stecken zugänglich bleibt.
Das Sensorsteuergehäuse 1 weist vorzugsweise einen zweiten Stecker 25 auf. Der zweite Stecker 25 ist in einer zweiten Steckeröffnung 15 des Sensorgehäuses 10 angeordnet. In diesem Fall weist der Elektronikbecher 40 am zweiten Becherende 42 eine dritte Steckeröffnung 43 auf. Der zweite Stecker 25 ist in diesem Fall in der dritten Steckeröffnung 43 angeordnet und dazu geeignet, von Verguss 70 teilweise übergossen zu werden. Der zweite Stecker 25 ist mit der Elektronikeinheit 50 verbunden. Vorzugsweise ist der zweite Stecker 25 direkt auf der Elektronikeinheit 50 aufgelötet. Der zweite Stecker 25 weist im Inneren eine Glasbarriere 26 oder eine andere isolierende Barriere auf, welche die Steckkontakte zueinander isoliert. Der zweite Stecker 25 entspricht den Vorschriften für explosionsgefährdete Umgebungen. Der zweite Stecker 25 ist vorzugsweise mit dem Elektronikbecher 40 fluiddicht, beispielsweise über eine Dichtung, verbunden. Der zweite Stecker 25 ist dazu geeignet, mit einem Sensor 2 verbunden zu werden. Der Sensor 2 ist beispielsweise ein Differenzdrucksensor. Über den zweiten Stecker 25 werden vorzugsweise Analogsignale vom Sensor 2 zur Elektronikeinheit 50 übertragen.
Die Elektronikeinheit 50 weist vorzugsweise einen fünften Stecker 52 auf, welcher mit dem Elektronikgehäuse 30, insbesondere dem Display 31 verbunden ist. Der fünfte Stecker 52 ist so auf der Elektronikeinheit 50 angeordnet, dass dieser auch nach einem Verguss des Elektronikbechers 40 zum Stecken zugänglich bleibt. Der fünfte Stecker 52 ist beispielsweise so auf der Elektronikeinheit 50 angeordnet, dass wenn sich die Elektronikeinheit 50 im Elektronikbecher 40 befindet, der fünfte Stecker 52 am ersten Becherende 41 positioniert ist. Der fünfte Stecker 52 ist derart angeordnet, dass dieser auch nach dem (teilweise) vergießen der Elektronikeinheit 50 zum Stecken zugänglich bleibt.
Figur 2 bis Figur 4 zeigen die Flexplatine 60 mit dem ersten Stecker 20. Die Flexplatine 60 weist ein erstes Platinenende 61 und ein zweites Platinenende 62 auf, wobei das erste Platinenende 61 elektrisch mit dem ersten Stecker 20 verbunden ist. Am zweiten Platinenende 62 ist ein vierter Stecker 63, welcher kompatibel zum dritten Stecker 51 ist, angeordnet. Die Flexplatine 60 ist am ersten Platinenende 61 vorzugsweise mit dem
ersten Stecker 20 verlötet. Die Flexplatine 60 weist vorzugsweise einen starren Abschnitt 64 und einen flexiblen Abschnitt 65 auf. Der starre Abschnitt 64 ist am ersten Platinenende 61 und der flexible Abschnitt 65 ist im Wesentlichen am zweiten Platinenende 62, vorzugsweise zwischen dem ersten Platinenende 61 und dem zweiten Platinenende 62, angeordnet. Die Flexplatine 60 weist am flexiblen Abschnitt 65 vorzugsweise einen Bogen mit im Wesentlichen 90° auf, wenn der vierte Stecker 63 mit dem dritten Stecker 51 der Elektronikeinheit 50 verbunden ist. Der starre Abschnitt 64 erstreckt sich vorzugsweise zwischen dem Bogen und dem zweiten Platinenende 62. Dies ermöglicht, dass sich die Flexplatine 60 sowie der Elektronikbecher 40 einfach in das Sensorgehäuse 10 einsetzen lässt. Außerdem wird so eine äußerst platzsparende Verbindung zwischen dem ersten Stecker 20 und dem dritten Stecker 51 geschaffen.
Die Flexplatine 60 wird vorzugsweise mit dem ersten Platinenende 61 durch die erste Steckeröffnung 14 eingeführt, bevor der Elektronikbecher 40 in das Sensorgehäuse 10 eingesetzt wird. Dank des starren Abschnitts 64 fällt der vierte Stecker 63 nach dem Einsetzen der Flexplatine 60 nicht in das Sensorgehäuse 10, und der Elektronikbecher 40 lässt sich so einfach in das Sensorgehäuse 10 einsetzen. Das Verbinden des vierten Steckers 63 mit dem dritten Stecker 51 der Elektronikeinheit 50 ist dank des flexiblen Abschnitt 65 sehr einfach möglich.
Soll das Sensorsteuergehäuse 1 in einer explosionsgefährdeten Umgebung eingesetzt werden, so weist das Sensorsteuergehäuse 1 einen Verguss 70 auf. Der Verguss 70 füllt den Elektronikbecher 40 so, dass der dritte Stecker 51 mit dem vierten Stecker 63 verbindbar ist. Der Verguss 70 verbindet den Elektronikbecher 40 und die Elektronikeinheit 50, so dass die Elektronikeinheit 50 im Wesentlichen vor Feuchtigkeit geschützt ist und mit dem Elektronikbecher 40 eine Einheit bildet. Der Verguss 70 umfasst ein isolierendes Material. Die Barriere für den Einsatz in einer explosionsgefährdeten Umgebung ist schematisch durch die gestrichelte Linie eingezeichnet.
Bezugszeichenliste
1 Sensorsteuergehäuse
2 Sensor
10 Sensorgehäuse
11 erstes Gehäuseende
12 erstes Gehäuseende
13 Befestigungsbereich
14 erste Steckeröffnung
15 zweite Steckeröffnung
16 Nut
20 erster Stecker
21 Glasbarriere
22 Steckkontakte
23 Steckerbuchse
25 zweiter Stecker
26 Glasbarriere
30 Elektronikgehäuse
31 Display
40 Elektronikbecher
41 erstes Becherende
42 zweites Becherende
43 dritte Steckeröffnung
44 axialer Kanal
50 Elektronikeinheit
51 dritter Stecker
52 fünfter Stecker
60 Flexplatine
61 erstes Platinenende
62 zweites Platinenende
63 vierte Stecker 64 starrer Abschnitt
65 flexibler Abschnitt
70 Verguss DA Außendurchmesser
DI Innendurchmesser
X erste Achse
Y zweite Achse
Claims
1 . Sensorsteuergehäuse (1 ) umfassend:
- ein Sensorgehäuse (10), welches sich entlang einer ersten Achse (X) erstreckt und ein erstes Gehäuseende (11 ) sowie ein zweites Gehäuseende (12) aufweist, wobei das Sensorgehäuse (10) am ersten Gehäuseende (11 ) offen ist, wobei am ersten Gehäuseende (11 ) ein Befestigungsbereich (13) ausgebildet ist und das Sensorgehäuse (10) eine erste Steckeröffnung (14) aufweist,
- einen ersten Stecker (20), der in der ersten Steckeröffnung (14) angeordnet ist,
- ein Elektronikgehäuse (30), welches am Befestigungsbereich (13) befestigt ist und relativ zum Sensorgehäuse (10) axial drehbar ist,
- ein Elektronikbecher (40), welcher sich entlang der ersten Achse (X) erstreckt und ein erstes Becherende (41 ) sowie ein zweites Becherende (42) aufweist, wobei der Elektronikbecher (40) am ersten Becherende (41 ) offen ist, wobei der Elektronikbecher (40) derart ausgebildet und im Sensorgehäuse (10) angeordnet ist, dass sich ein axialer Kanal (44) zwischen dem Sensorgehäuse (10) und dem Elektronikbecher (40) ausbildet,
- eine Elektronikeinheit (50) mit mindestens einen dritten Stecker (51 ), wobei die Elektronikeinheit (50) in dem Elektronikbecher (40) so angeordnet ist, dass sich der dritte Stecker (51 ) am ersten Becherende (41 ) befindet,
- eine Flexplatine (60) mit einem ersten Platinenende (61 ) und einem zweiten Platinenende (62), wobei das erste Platinenende (61 ) elektrisch mit dem ersten Stecker (20) verbunden ist, wobei die Flexplatine (60) am zweiten Platinenende (62) einen vierten Stecker (63) aufweist, welcher zum dritten Stecker (51 ) kompatibel ist, wobei die Flexplatine (60) im axialen Kanal (44) angeordnet ist, wobei der vierte Stecker (63) mit dem dritten Stecker (51 ) verbunden ist.
2. Sensorsteuergehäuse (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei die Flexplatine (60) einen starren Abschnitt (64) und einen flexiblen Abschnitt (65) aufweist, und der starre Abschnitt (64) am ersten Platinenende (61 ) und der flexible Abschnitt (65) am zweiten Platinenende (62) angeordnet ist.
3. Sensorsteuergehäuse (1 ) gemäß Anspruch 2, wobei die Flexplatine (60) am flexiblen Abschnitt (65) einen Bogen mit im Wesentlichen 90° aufweist.
4. Sensorsteuergehäuse (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Steckeröffnung (14) radial am Sensorgehäuse (10) angeordnet ist.
5. Sensorsteuergehäuse (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorgehäuse (10) einen Innendurchmesser (DI) quer zur ersten Achse (X) aufweist, und der Elektronikbecher (40) einen Außendurchmesser (DA) quer zur ersten Achse (X) aufweist, wobei der Innendurchmesser (DI) größer als der Außendurchmesser (DA) ist.
6. Sensorsteuergehäuse (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorgehäuse (10) eine zweite Steckeröffnung (15) aufweist und das Sensorsteuergehäuse (1 ) einen zweiten Stecker (25) aufweist, wobei der zweite Stecker (25) in der zweiten Steckeröffnung (15) angeordnet ist und mit der Elektronikeinheit (50) verbunden ist.
7. Sensorsteuergehäuse (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Elektronikgehäuse (30) ein Display (31 ) aufweist.
8. Sensorsteuergehäuse (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das Sensorsteuergehäuse (1 ) für explosionsgefährdete Umgebungen eignet und einen Verguss (70) aufweist, welcher die Elektronikeinheit (50) mit dem Elektronikbecher (40) so verbindend füllt, dass der dritte Stecker (51 ) mit dem vierten Stecker (63) verbindbar ist.
9. Sensorsteuergehäuse (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Stecker (20) dazu geeignet ist, in einer explosionsgefährdeten Umgebung eingesetzt zu werden und eine Glasbarriere (21 ) aufweist, welche Steckkontakte (22) des ersten Steckers (20) zu einer Steckerbuchse (23) des ersten Steckers (20) isoliert.
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