测量装置以及用于将壳体盖锁紧在装置壳体上的紧固元件的制作方法

1.本实用新型涉及工业环境中的测量装置技术。特别地，本实用新型涉及用于将壳体盖锁紧在测量装置壳体上的塑料紧固元件、测量装置以及紧固元件的用途。


背景技术：

2.诸如压力传感器、物位测量装置或极限物位传感器等测量装置通常包括测量装置壳体，在该壳体中容纳有电子器件。测量装置壳体可以用壳体盖封闭。为此例如可以设置旋入连接。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种包括替代的封闭件的测量装置壳体。
4.本实用新型的第一方面涉及一种紧固元件，例如由热塑性塑料或由热固性塑料制成的塑料紧固元件，或由具有与塑料相同或相似的机械性能的金属制成的紧固元件，该紧固元件用于将壳体盖锁紧在测量装置的测量装置壳体上，特别是锁紧在用于工业环境中的过程自动化的测量装置的测量装置壳体上。在下文中，紧固元件被称为塑料紧固元件。但是，该名称也可以包括其它材料。
5.塑料紧固元件具有环形封闭形状，该形状被构造为插入到测量装置壳体或(替代的)壳体盖的在圆周方向上延伸的沟槽中。该塑料紧固元件在圆周方向上具有波浪形、锯齿形或阶梯形的部分，当壳体盖被推到测量装置壳体中或上以闭合测量装置壳体时，这些部分可使塑料紧固元件在径向方向上弹性地变形。
6.因此，作为旋入连接的替代，可以提供一种有效的盖锁紧装置。
7.塑料紧固元件实现了壳体盖和测量装置壳体之间抗冲击的但易于安装的形状锁定连接。塑料紧固元件可以预先安装在壳体中，或者替代地，安装在壳体盖中。特别地，塑料紧固元件还可以用于硬度更小的测量装置壳体材料和/或壳体盖材料(例如，塑料)。
8.根据一实施例，塑料紧固元件由波浪形、锯齿形或阶梯形的部分组成。未提供其它成形部分。这些部分可以例如是三角形的，在尖端处和各个三角形之间的连接区域处具有倒圆角。
9.特别地，塑料紧固元件可以被成形为使得其包括三个以上彼此以 120
°
角布置的部分，或者10至20个或更多个(例如，12至18个或15个) 波浪形、锯齿形或阶梯形的部分。如三角架，最小的部分数是三。最大数量取决于直径或周长。形状可以是波浪形的或锯齿形的，但不限于此。优选地变为波纹形的，因为由此可以提供用于拉拔力的更大的横截面面积。也可以考虑正弦形的设计。
10.特别地，每个波浪形或阶梯形的部分具有内部引入斜面，所述内部引入斜面被布置在紧固元件的最小直径的区域中。
11.根据一实施例，每个波浪形、锯齿形或阶梯形的部分包括内部或外部的引入斜面或倒角(fase)，该引入斜面或倒角被布置在塑料紧固元件的最小直径
的区域中。内部的倒角被设置成用于预安装到外部对应件上的沟槽中，且外部的倒角用于安装到内部对应件上的凹槽中。
12.当壳体盖被压紧到测量装置壳体中或被压紧到测量装置壳体上时，这些内部的引入斜面使壳体盖容易径向向外挤压塑料紧固元件的相应部分。
13.替代地或附加地，每个波浪形、锯齿形或阶梯形的部分可以包括外部的引入斜面，该引入斜面被布置在塑料紧固元件的最大直径的区域中。特别有利的是，在将壳体盖紧固在测量装置壳体之前将塑料紧固元件插入壳体盖的沟槽中，使得当壳体被盖推到测量装置壳体中或其上时径向地向内挤压壳体盖。
14.本实用新型的另一方面涉及一种测量装置，其包括测量装置壳体、壳体盖以及上述或下述的塑料紧固元件，该测量装置壳体包括在圆周方向上延伸的第一沟槽，该壳体盖包括在圆周方向上延伸的第二沟槽，为了将壳体盖锁紧在测量装置壳体上，该塑料紧固元件部分地布置在第一沟槽中并部分地布置在第二沟槽中。
15.根据一实施例，测量装置被设计为填充物位测量装置(特别是物位雷达测量装置)、压力传感器或极限物位传感器。
16.本公开的另一方面涉及上述和下述的塑料紧固元件的用于将壳体盖锁紧在测量装置壳体上的用途。
17.下面将参考附图说明实施例。附图中的图示是示意性的，并且未按比例绘制。如果在以下附图说明中使用相同的附图标记，则它们表示相同或相似的元件。
附图说明
18.图1a示出了具有由不锈钢制成的圆形金属环的测量装置壳体。
19.图1b示出了图1a的具有插入到测量装置壳体中的壳体盖的测量装置壳体的剖视图。
20.图2a示出了具有塑料紧固元件的测量装置壳体。
21.图2b示出了图2a的测量装置壳体的图。
22.图2c示出了包括插入的壳体盖的图2a的测量装置壳体的图。
23.图3示出了图2c的实施例的另一剖视图。
24.图4示出了图3的剖视图的一部分。
25.图5示出了根据一实施例的塑料紧固元件的立体图。
具体实施例
26.图1a示出了用于工业环境中的过程自动化的测量装置的测量装置壳体103的立体图。
27.术语“工业环境中的过程自动化”可以被理解为技术的一个子领域，其包含无人工参与的操作机器和设备的措施。过程自动化的目标是在化学、食品、制药、石油、造纸、水泥、航运或矿业领域中使工厂的各个部件的交互自动化。为此，可以使用大量传感器，这些传感器特别适用于过程工业的诸如机械稳定性、对于污染物的不敏感性、极端温度、极端压力等特定要求。通常将这些传感器的测量值传送到控制室，在控制室中可以监测诸如温度、填充物位、极限物位、流量、压力或密度等过程参数，并且可以手动或自动更改整个工厂的设置。
28.工业环境中的过程自动化的一个子领域涉及物流自动化。在物流自动化领域中，借助于距离传感器和角度传感器使建筑物或单个物流设备内的过程自动化。典型应用是用于以下领域的物流自动化系统：机场的办理行李和货物托运处理领域、交通监控领域(收费系统)、贸易领域、包裹配送或建筑物安全(访问控制)领域。先前列出的示例的共同点在于，各个应用侧都需要将存在检测与对象的大小和位置的精确测量相结合。为此，可以使用借助于激光、led、2d相机或3d相机的基于光学测量方法的传感器，这些传感器根据传播时间(tof：time of flight)原理检测距离。
29.工业环境中的过程自动化的另一子领域涉及工厂/制造自动化。在诸如汽车制造业、食品制造业、制药业或一般包装行业等许多行业中，都可以见到这种应用示例。工厂自动化的目的是使通过机器、生产线和/或机器人执行的货物生产自动化，即在无人工参与的情况下运行。在此使用的传感器以及在检测对象的位置和大小时对于测量精度的特定要求与上述物流自动化示例中的传感器和特定要求相当。
30.测量装置壳体103包括在圆周方向上延伸的沟槽110，由不锈钢制成的圆形金属环插入在该沟槽110中。沟槽用作盖锁紧装置，即用于锁紧如图1b所示的壳体盖104。
31.在安装盖时，可将该圆形金属环200或锁紧环径向地向外挤压，并然后当盖处于其关闭位置时该圆形金属环或锁紧环弹回。
32.图1b示出了图1a的具有放在上面的壳体盖104的测量装置壳体的剖视图。可以看到，测量装置壳体103和壳体盖104的相应沟槽110、111 处于相同的高度，使得圆形金属环200部分地位于第一沟槽中且部分地位于第二沟槽中，以便锁紧壳体盖。
33.出于安装原因，锁紧环与盖仅具有轻微的重叠，即锁紧环仅从外侧沟槽110相对轻微地向内突出。这可能导致当在轴向方向上(即，在图1b 中的向上方向上)产生冲击时，盖可以跳出测量装置壳体，并且锁紧环因此失去其作用。
34.图2a示出了其中在周向沟槽中布置有塑料紧固元件100的测量装置壳体103。塑料紧固元件100的详细视图可参见图5。
35.特别地，可以看到，塑料紧固元件的大致一半从壳体的周向沟槽向内突出，从而确保了壳体盖的有效锁紧。
36.图2b示出了图2a的测量装置壳体103的视图。
37.图2c示出了图2a的具有放在上面的壳体盖104的测量装置壳体的剖视图。特别地，可以看到塑料紧固元件100的相对较大的重叠，这可靠地防止了壳体盖从测量装置壳体滑出。
38.图3示出了沿测量装置300的上部区域的另一剖视图。
39.图4示出了如图3所示的区域z的详细视图。
40.在此，特别地，可以看到壳体盖104的在圆周方向上延伸的沟槽111 和测量装置壳体103的也在圆周方向上延伸的邻接的沟槽110，塑料紧固元件100位于这些沟槽中。
41.还可以看到塑料紧固元件100的引入斜面105，其也在图5中示出。
42.图5示出了塑料紧固元件100的立体图，该塑料紧固元件具有形成塑料紧固元件的环形封闭形状的波浪形部分106。引入斜面105位于塑料紧固元件的最小直径的区域中。在外部区域中，即在塑料紧固元件分别具有最大直径的位置处(参见区域106)，也可以设置有
引入斜面。
43.塑料紧固元件被设计为使得其可以在壳体中居中并且在壳体盖上的卡锁位置处仍然具有良好的重叠。在壳体中居中的优点在于，当将盖引入到壳体中时，塑料紧固元件不能从紧固位置(即，从沟槽中)跳出或挤压出。另外，盖上的居中插入件因此可以更小。盖上的居中插入件例如是圆锥形区域112(参见图3)。
44.为了使沟槽中的塑料紧固元件能够传递尽可能大的力，除较小的半径之外，(由于没有毛刺或由于可制造性)其外部轮廓被设计为矩形轮廓。为了能够将壳体盖容易地推到紧固元件上，壳体盖的内部区域被设计有足够大的倒角(fasen)或斜面为了实现通用安装，塑料紧固元件可以被设计为在两侧都具有倒角或引入斜面。
45.塑料紧固元件100由多个波浪形、三角形或阶梯形的部分或弧形组成，由此在将盖放在上面时塑料紧固元件能够径向地向外或向内偏移。
46.壳体盖和测量装置壳体例如可以由相对坚硬的材料组成，在这种情况下，塑料紧固元件也可以由相对坚硬但又具有弹性的材料制成。例如，塑料紧固元件由聚甲醛(pom)或通常由热塑性材料制成。
47.例如，对材料进行选择，使得塑料紧固元件具有足够的弹性，以至于能够将壳体盖放在上面，并且在安装时不损坏壳体盖和测量装置壳体。
48.塑料紧固元件在两个方向或类型上发生形变。借助于紧固元件上的引入斜面，壳体盖在其轴向方向上的力传递引起朝向紧固元件的外直径或壳体的沟槽外直径的径向力。另外，塑料紧固元件从盖的轴向方向上的一定力开始在该方向上弯曲。这些效果表明，安装对材料的选择提出了较高的要求。不合适的材料可能导致紧固元件立即断裂。
49.如果将塑料紧固元件以其预定位置安装在测量装置壳体和测量装置盖中，则盖利用其表面支撑在塑料紧固元件上的下凹部上，并因此能够静态地传递和吸收更多的力。
50.壳体盖通过塑料紧固元件在测量装置壳体上的锁紧可以被设计为使得盖不再能无损地打开。而是在打开壳体盖时损坏塑料紧固元件。
51.该测量装置可以被设计为4/20ma的双线制测量装置，也可以被设计为三线制测量装置。它也可以被设计为无线的且自给式的，在这种情况下，该测量装置例如包括作为能源的电池。
52.例如，首先将塑料紧固元件插入到测量装置壳体的沟槽中。由于其形状，它与壳体盖具有明显的重叠(这意味着它显然凸出到盖的沟槽中)，因此形状锁定的弹性连接几乎提供了与金属锁紧环一样好的力传递。
53.特别地，塑料紧固元件用于紧固例如由热塑性塑料制成的测量装置壳体盖(壳体封闭件)，该塑料紧固元件也由该材料组制成。特别地，塑料紧固元件可以由具有适度但足够强度的非常有弹性的热塑性塑料形成。
54.另外，应注意，“包括”和“具有”不排除其它元素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。还应指出，已经参考其中一个上述示例性实施例说明的特征或步骤也可以与上述其它示例性实施例的其它特征或步骤结合使用。权利要求中的附图标记不应被视为限制。
55.相关申请的交叉引用
56.本技术要求于2020年4月7日提交的德国专利申请102020204517.8的优先权，
其全部内容通过引入并入本文。