DE102007009403B4 - Device for determining and/or monitoring a process variable - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße,mit mindestens einem Gehäuse (1),welches mindestens einen Innenraum (2) aufweist,wobei der Innenraum (2) zumindest teilweise mit einer Vergussmasse (11) gefüllt ist,wobei der Innenraum (2) des Gehäuses (1) mindestens einen von der Vergussmasse (11) freien Hohlraum (12) aufweist,wobei in dem Innenraum (2) mindestens eine Anschlusseinheit (7) vorgesehen ist, die sich in dem Hohlraum (12) befindet,wobei mindestens eine Hemmeinheit (15) vorgesehen ist,welche derartig ausgestaltet und in dem Innenraum (2) des Gehäuses (1) angeordnet ist, dass die Hemmeinheit (15) eine Bewegung der Vergussmasse (11) in zumindest einer Richtung verhindert und/oder hemmt,dadurch gekennzeichnet,dass die Hemmeinheit (15) derartig ausgestaltet und in dem Innenraum (2) des Gehäuses (1) angeordnet ist, dass die Hemmeinheit (15) sich zumindest teilweise auf einem Ausdehnungsweg der sich unter einer Temperaturerhöhung ausdehnenden Vergussmasse (11),und dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Hemmeinheit (15) kleiner als der thermische Ausdehnungskoeffizient der Vergussmasse (11) ist.Device for determining and/or monitoring at least one process variable, having at least one housing (1) which has at least one interior space (2), the interior space (2) being at least partially filled with a casting compound (11), the interior space (2 ) of the housing (1) has at least one of the casting compound (11) free cavity (12), wherein in the interior (2) at least one connection unit (7) is provided, which is located in the cavity (12), wherein at least one Blocking unit (15) is provided, which is designed and arranged in the interior (2) of the housing (1) in such a way that the blocking unit (15) prevents and/or blocks movement of the casting compound (11) in at least one direction, characterized in that that the arresting unit (15) is designed in such a way and is arranged in the interior (2) of the housing (1) that the arresting unit (15) is at least partially on an expansion path of the expanding under a temperature increase Vergussma sse (11), and that the thermal expansion coefficient of the arresting unit (15) is smaller than the thermal expansion coefficient of the potting compound (11).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einem Gehäuse, welches mindestens einen Innenraum aufweist, wobei der Innenraum zumindest teilweise mit einer Vergussmasse gefüllt ist. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um den Füllstand, die Dichte, die Viskosität, den Druck, den Durchfluss oder den pH-Wert eines Mediums. Bei dem Medium handelt es sich beispielsweise um Flüssigkeit oder um ein Schüttgut oder allgemein Fluid.The invention relates to a device for determining and/or monitoring at least one process variable, having at least one housing which has at least one interior space, the interior space being at least partially filled with a casting compound. The process variable is, for example, the fill level, the density, the viscosity, the pressure, the flow rate or the pH value of a medium. The medium is, for example, a liquid or a bulk material or, in general, a fluid.

In der modernen Prozess- und Automatisierungstechnik gibt es eine Vielzahl von Messgeräten, welche der Bestimmung und/oder Überwachung von Prozessgrößen dienen. Solche Messgeräte weisen meist eine Sensoreinheit und eine Elektronikeinheit auf. Die Elektronikeinheit findet sich üblicherweise in einem Gehäuse, welches gegenüber der Außenwelt bzw. auch gegenüber dem Medium abgedichtet ist. Um die Elektronik im Gehäuseinneren besonders zu schützen, wird der Innenraum meist mit einer Vergussmasse verfüllt. Eine solche Vergussmasse kann jedoch üblicherweise nicht im Bereich von Steckern angebracht werden, da es möglich sein kann, dass die Vergussmasse sonst in die Steckkontakte eindringt und somit eine elektrische Verbindung aufhebt. Daher sind im Bereich der Stecker üblicherweise Hohlräume vorgesehen, welche frei von der Vergussmasse sind. Solche Hohlräume sind auch dafür erforderlich, die Ausdehnung der Vergussmasse aufgrund von Temperatureinwirkungen aufzunehmen. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der Vergussmasse kann es auch durch unterschiedliche Temperaturzyklen dazu kommen, dass Pumpeffekte auftreten. Somit ist der Fall möglich, dass auf elektrische Verbindungen wie beispielsweise Drähte oder auch flexible Leiterplatten abwechselnd Zug und Druck einwirkt, wodurch es möglicherweise auch zu Bruchstellen kommen kann.In modern process and automation technology, there is a large number of measuring devices that are used to determine and/or monitor process variables. Such measuring devices usually have a sensor unit and an electronics unit. The electronics unit is usually found in a housing which is sealed off from the outside world and also from the medium. In order to protect the electronics inside the housing, the interior is usually filled with a casting compound. However, such a casting compound usually cannot be applied in the area of plugs, since it may otherwise be possible for the casting compound to penetrate into the plug contacts and thus break an electrical connection. For this reason, cavities are usually provided in the area of the plugs, which are free of the casting compound. Such cavities are also required to accommodate the expansion of the potting compound due to the effects of temperature. Depending on the properties of the casting compound, pumping effects can also occur as a result of different temperature cycles. It is therefore possible for electrical connections such as wires or flexible printed circuit boards to be subjected to alternating tension and pressure, which may also lead to breakage.

Aus DE29724696U1 ist ein Sensor mit in einem Gehäuse angeordneten, elektronischen Bauteilen bekannt geworden, welche Bauteile mit einer Kunststoffmasse umspritzt sind. Die Kunststoffmasse bildet einen festen Hohlkörper, welcher in ein Hülsenelement einführbar ist.Out of DE29724696U1 a sensor with electronic components arranged in a housing has become known, which components are encapsulated with a plastic compound. The plastic mass forms a solid hollow body which can be inserted into a sleeve element.

DE9305312U1 offenbart ein rohrförmiges Gehäuse aus Metall mit einem elektrischen Anschluss, wobei ein Sicherungsring oder eine außengezahnte, federnde Schreibe als Anschlusselement verwendet wird. DE9305312U1 discloses a tubular metal housing with an electrical connector using a snap ring or an externally toothed resilient washer as the connector.

Die DE9302714U1 wiederum beschreibt einen Näherungsschalter mit einem hülsenartigen Gehäuse mit einer Verschlusskappe und einem Steckereinsatz mit Schutzkragen zum Anschluss der Verbindungsleitung.the DE9302714U1 in turn describes a proximity switch with a sleeve-like housing with a sealing cap and a plug insert with a protective collar for connecting the connecting line.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Messgerät vorzuschlagen, welches zumindest teilweise mit einer Vergussmasse ausgefüllt ist und bei welchem die mechanische Belastung insbesondere auf ausgesuchte elektrische Verbindungen verhindert bzw. minimiert wird.The object of the invention is to propose a measuring device which is at least partially filled with a casting compound and in which the mechanical stress, in particular on selected electrical connections, is prevented or minimized.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass mindestens eine Hemmeinheit vorgesehen ist, welche derartig ausgestaltet und in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, dass die Hemmeinheit eine Bewegung der Vergussmasse in zumindest einer Richtung verhindert und/oder hemmt. Erfindungsgemäß wird somit durch die Hemmeinheit der Ausdehnung bzw. auch dem Zug der Vergussmasse eine Beschränkung oder zumindest eine teilweise Verhinderung entgegengestellt.The invention achieves the object in that at least one arresting unit is provided which is designed and arranged in the interior of the housing in such a way that the arresting unit prevents and/or inhibits a movement of the casting compound in at least one direction. According to the invention, the blocking unit counteracts the expansion or also the tension of the casting compound with a restriction or at least a partial prevention.

Erfindungsgemäß ist die Hemmeinheit derartig ausgestaltet und in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet, dass die Hemmeinheit sich zumindest teilweise auf einem Ausdehnungsweg der sich unter einer Temperaturerhöhung ausdehnenden Vergussmasse befindet und dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Hemmeinheit kleiner als der thermische Ausdehnungskoeffizient der Vergussmasse ist. Je nach der Geometrie des Innenraums und der Art und Weise, wie die Vergussmasse eingebracht wird, bzw. wo sich Ausdehnungsmöglichkeiten für die Vergussmasse befinden, stellen sich Wege ein, auf welchen die Vergussmasse beispielsweise durch die Auswirkung einer Temperaturerhöhung sich ausdehnen kann. In dieser Ausgestaltung wird die Hemmeinheit auf einem solchen bestehenden Ausdehnungsweg angebracht und versperrt ihn somit.According to the invention, the arresting unit is designed and arranged in the interior of the housing in such a way that the arresting unit is located at least partially on an expansion path of the potting compound that expands when the temperature increases, and that the thermal expansion coefficient of the arresting unit is smaller than the thermal expansion coefficient of the potting compound. Depending on the geometry of the interior and the way in which the sealing compound is introduced, or where there are expansion options for the sealing compound, there are ways in which the sealing compound can expand, for example due to the effect of a temperature increase. In this embodiment, the blocking unit is placed on such an existing expansion path and thus blocks it.

Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass der Innenraum des Gehäuses mindestens einen von der Vergussmasse freien Hohlraum aufweist. Ein solcher Hohlraum ist beispielsweise erforderlich, da sich in ihm Steckkontakte befinden, welche üblicherweise nicht mit Verguss in Kontakt kommen dürfen. Ein Hohlraum dient beispielsweise auch dazu, der temperaturbedingten Ausdehnung der Vergussmasse Rechnung zu tragen, so dass keine hohen Expansionskräfte auf das Gehäuse selbst einwirken.An embodiment of the invention includes that the interior of the housing has at least one cavity free of the casting compound. Such a cavity is necessary, for example, because plug contacts are located in it, which usually must not come into contact with encapsulation. A cavity also serves, for example, to allow for the temperature-related expansion of the casting compound, so that no high expansion forces act on the housing itself.

Erfindungsgemäß befindet sich die Hemmeinheit zumindest teilweise in der Richtung des Übergangs zwischen dem Hohlraum und der Vergussmasse. In dieser Ausgestaltung befindet sich somit die Hemmeinheit quasi vor dem Hohlraum und blockiert zumindest teilweise den Weg der Vergussmasse in Richtung des Hohlraums.According to the invention, the inhibiting unit is located at least partially in the direction of the transition between the cavity and the potting compound. In this embodiment, the blocking unit is located in front of the cavity and at least partially blocks the path of the casting compound in the direction of the cavity.

In dem Innenraum ist mindestens eine Anschlusseinheit vorgesehen. Eine solche Anschlusseinheit weist beispielsweise einen Steckkontakt oder sonstige elektrische Verbindungen auf.At least one connection unit is provided in the interior. Such a connection unit has, for example, a plug contact or other electrical connections.

Die Anschlusseinheit befindet sich in dem von der Vergussmasse freien Hohlraum. Um die elektrischen Anschlussbereiche der Anschlusseinheit vor dem Verguss zu schützen, wird der Verguss derartig eingebracht bzw. ist die Geometrie des Innenraumes derartig, dass die Anschlusseinheit zumindest teilweise in dem Hohlraum befindlich ist.The connection unit is located in the cavity that is free of the casting compound. In order to protect the electrical connection areas of the connection unit from encapsulation, the encapsulation is introduced in such a way or the geometry of the interior is such that the connection unit is at least partially located in the cavity.

Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Hemmeinheit eine Bewegung der Vergussmasse in Richtung der Anschlusseinheit verhindert und/oder hemmt. Da an der Anschlusseinheit zumeist Drähte oder Flexleiterplatten oder ähnliche elektrische Verbindungseinheiten münden, wird somit verhindert, dass Kräfte durch eine Expansion der Vergussmasse auf diese Drähte bzw. Kabel einwirken bzw. die Kräfte werden deutlich reduziert.One embodiment of the invention includes the inhibiting unit preventing and/or inhibiting a movement of the potting compound in the direction of the connection unit. Since wires or flexible printed circuit boards or similar electrical connection units usually end at the connection unit, this prevents forces due to expansion of the casting compound from acting on these wires or cables, or the forces are significantly reduced.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hemmeinheit eine Ausdehnung der Vergussmasse in Richtung der Anschlusseinheit und/oder eine Schrumpfung von der Anschlusseinheit fort verhindert und/oder hemmt. In der Anwendung kann sich im fertigen Messgerät die Vergussmasse durch eine Temperatureinwirkung ausdehnen oder von der Anschlusseinheit entfernen, wobei beides ggf. zu Kräften auf mögliche elektrische Verbindungseinheiten führen kann. Die Schrumpfung ergibt sich dabei aus dem Zusammenziehen der Vergussmasse.An embodiment of the invention provides that the inhibiting unit prevents and/or inhibits an expansion of the casting compound in the direction of the connection unit and/or a shrinkage away from the connection unit. In use, the potting compound in the finished measuring device can expand due to the effects of temperature or move away from the connection unit, both of which can lead to forces on possible electrical connection units. The shrinkage results from the contraction of the casting compound.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse zumindest abschnittsweise rohrförmig ausgestaltet ist.One embodiment of the invention provides that the housing is configured in a tubular manner, at least in sections.

Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Hemmeinheit zumindest abschnittsweise zylindrisch ausgestaltet ist.One embodiment of the invention includes that the blocking unit is configured cylindrically at least in sections.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine Längsachse der Hemmeinheit zumindest teilweise parallel zumindest zu einer Längsachse des Gehäuses verläuft.One embodiment of the invention provides that at least one longitudinal axis of the blocking unit runs at least partially parallel to at least one longitudinal axis of the housing.

Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass der Hohlraum sich im Wesentlichen entlang der Mittelachse des Gehäuses befindet.An aspect of the invention includes the cavity being located substantially along the central axis of the housing.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine Längsachse der Hemmeinheit auf der Längsachse des Gehäuses angeordnet ist.An embodiment of the invention provides that at least one longitudinal axis of the blocking unit is arranged on the longitudinal axis of the housing.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens ein Sensorfühlelement vorgesehen ist, welches zumindest eine von der Prozessgröße und/oder von einer Änderung der Prozessgröße abhängige Messgröße erzeugt und welche mit mindestens einer Elektronikeinheit über elektrische Leitungen kontaktiert ist. Bei der Prozessgröße handelt es sich dabei beispielsweise um Füllstand, Dichte, Viskosität, Durchfluss, Druck oder pH-Wert. Die Messgröße ist beispielsweise die Frequenz einer Schwingung, ein elektrisches Signal, ein Kapazitäts- oder Widerstandswert.One embodiment provides that at least one sensor sensing element is provided, which generates at least one measured variable dependent on the process variable and/or a change in the process variable and which is in contact with at least one electronics unit via electrical lines. The process variable is, for example, fill level, density, viscosity, flow rate, pressure or pH value. The measured variable is, for example, the frequency of a vibration, an electrical signal, a capacitance or a resistance value.

Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass mindestens eine mechanisch schwingfähige Einheit vorgesehen ist, dass mindestens eine Antriebs-/Empfangseinheit vorgesehen ist, welche die mechanisch schwingfähige Einheit zu mechanischen Schwingungen anregt und welche von der mechanisch schwingfähigen Einheit mechanische Schwingungen empfängt. Die mechanisch schwingfähige Einheit ist somit eine besondere Ausgestaltung des Sensorfühlelements.An embodiment of the invention includes that at least one mechanically oscillatable unit is provided, that at least one drive/receiver unit is provided, which excites the mechanically oscillatable unit to mechanical oscillations and which receives mechanical oscillations from the mechanically oscillatable unit. The mechanically oscillatable unit is thus a special embodiment of the sensor sensing element.

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

• 1 und 1a: Querschnitte durch eine schematische Darstellung eines Messgerätes gemäß dem Stand der Technik,
• 2: ein Querschnitt durch eine schematische Darstellung eines Teiles eines erfindungsgemäßen Messgerätes, und
• 3: eine Querschnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Messgerätes.

The invention is explained in more detail with reference to the following drawings. It shows:

• 1 and 1a : cross sections through a schematic representation of a measuring device according to the prior art,
• 2 : a cross section through a schematic representation of a part of a measuring device according to the invention, and
• 3 : a cross section through part of a measuring device according to the invention.

In den 1 und 1a ist ein Querschnitt durch ein Messgerät gemäß dem Stand der Technik dargestellt. In der 1 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse 1 mit dem Innenraum 2 zu sehen. An dem hier unteren Ende des Gehäuses 1 ist hier ansatzweise die mechanisch schwingfähige Einheit 3 dargestellt, über welche die Messung der Prozessgrößen vorgenommen wird. Dabei handelt es sich hier als Beispiel um eine so genannte Schwinggabel. Dies ist jedoch nur ein Beispiel, die Erfindung lässt sich auch an anderen Messgeräten für unterschiedliche Prozessgröße und Messprinzipien einsetzen. So lässt sich dies auch bei der kapazitiven Füllstandsmessung oder bei Drucksensoren anwenden. Im Allgemeinen bezieht sich die Erfindung insbesondere auf Messgeräte, welche für die Anwendung unter hohen Temperaturen, z.B. über 100°C eingesetzt werden. Die mechanisch schwingfähige Einheit 3 wird hier über eine Antriebs-/Empfangseinheit 4 zu mechanischen Schwingungen angeregt. Diese Antriebs-/Empfangseinheit 4, bei welcher es sich beispielsweise um ein piezoelektrisches Element handelt, empfängt umgekehrt auch über die Membran 5, welche das Gehäuse 1 in Richtung des Prozesses abschließt, die Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit 3. Die Antriebs-/Empfangseinheit 4 ist hier über zwei Drähte 6 mit der Anschlusseinheit 7 verbunden. Eine weitere Verbindung besteht über Steckkontakte zwischen der Anschlusseinheit 7 und einer Elektronikeinheit 8. Diese Elektronikeinheit 8 wertet beispielsweise die mechanischen Schwingungen der mechanisch schwingfähigen Einheit 3 aus und bestimmt dabei die Prozessgröße. Bei einer solchen Schwinggabel ist dies beispielsweise Füllstand, Dichte oder Viskosität. Umgekehrt ist beispielsweise in der Elektronikeinheit 8 eine Rückkoppelelektronik vorgesehen, welche das Empfangssignal von der Antriebs-/Empfangseinheit 4 empfängt, glättet, verstärkt, gegebenenfalls passend phasenverschiebt und wieder der Antriebs-/Empfangseinheit 4 zuführt. Dadurch ist es somit möglich, über die positive Rückkopplung eine ständige Schwingung der mechanisch schwingfähigen Einheit 3 aufrechtzuerhalten.In the 1 and 1a a cross section through a measuring device according to the prior art is shown. In the 1 a cross section through the housing 1 with the interior space 2 can be seen. The mechanically oscillatable unit 3 , via which the measurement of the process variables is undertaken, is shown here at the lower end of the housing 1 . As an example, this is a so-called vibrating fork. However, this is only one example; the invention can also be used on other measuring devices for different process variables and measuring principles. This can also be used for capacitive level measurement or pressure sensors. In general, the invention relates in particular to measuring devices which are used for applications at high temperatures, for example above 100°C. The mechanically oscillatable unit 3 is excited to mechanical oscillations here via a drive/receiver unit 4 . This drive/receiver unit 4, which is a piezoelectric element, for example, also receives the vibrations of the mechanically oscillatable unit 3 via the membrane 5, which closes the housing 1 in the direction of the process. The drive/receiver unit 4 is connected here to the connection unit 7 via two wires 6 . Another connection Connection consists of plug-in contacts between the connection unit 7 and an electronics unit 8. This electronics unit 8 evaluates, for example, the mechanical vibrations of the mechanically oscillatable unit 3 and thereby determines the process variable. In the case of such a tuning fork, this is, for example, the fill level, density or viscosity. Conversely, feedback electronics are provided in the electronics unit 8 , for example, which receives the received signal from the drive/receiver unit 4 , smoothes it, amplifies it, optionally phase-shifts it appropriately and feeds it back to the drive/receiver unit 4 . This makes it possible to maintain a constant oscillation of the mechanically oscillatable unit 3 via the positive feedback.

Die Antriebs-/Empfangseinheit 4, die beiden Drähte 6 und die Anschlusseinheit 7 sind hier voll umfänglich von einer Hülse 10 umfasst. Diese Ausgestaltung erlaubt es beispielsweise, diesen Bestandteil des Messgerätes als fertige Baugruppe herzustellen und ggf. zu lagern. Wie durch die Schraffur angedeutet, ist der Innenraum 2 weitgehend durch eine Vergussmasse 11 ausgefüllt. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Silikonvergussmasse, um Polyurethan oder eine andere elastische oder geleeartige Vergussmasse. Der Innenraum 2 weist dabei in diesem Beispiel zwei Hohlräume 12 auf. Der eine Hohlraum 12 befindet sich in Richtung des oberen Endes des Gehäuses 1 und zwar in Richtung des das Messgerät abschließenden Deckels 13. Der andere Hohlraum 12 befindet sich um die Anschlusseinheit 7 herum. Somit ist sichergestellt, dass der Bereich des elektrischen Kontaktes zwischen der Anschlusseinheit 7 und der Antriebs-/Empfangseinheit 4 bzw. zur Elektronikeinheit 8 jeweils frei von der Vergussmasse 11 gehalten wird. Dieser zweite Hohlraum 12 wird dadurch verursacht, dass die Anschlusseinheit 7 von einer Glocke 14 umfasst wird. Durch die spezielle Art des Einbringens der Vergussmasse 11 bildet sich somit in der Glocke 14 ein Hohlraum 12 aus. Das entsprechende Verfahren lässt sich beispielsweise der Patentanmeldung WO 03/071636 A1 entnehmen.The drive/receiver unit 4, the two wires 6 and the connection unit 7 are completely surrounded by a sleeve 10 here. This configuration makes it possible, for example, to produce this component of the measuring device as a finished assembly and to store it if necessary. As indicated by the hatching, the interior space 2 is largely filled with a casting compound 11 . This is, for example, a silicone casting compound, polyurethane or another elastic or jelly-like casting compound. The interior 2 has two cavities 12 in this example. One cavity 12 is located in the direction of the upper end of the housing 1, specifically in the direction of the cover 13 closing off the measuring device. The other cavity 12 is located around the connection unit 7. This ensures that the area of the electrical contact between the connection unit 7 and the drive/receiver unit 4 or to the electronics unit 8 is kept free of the casting compound 11 in each case. This second cavity 12 is caused by the connection unit 7 being surrounded by a bell 14 . A cavity 12 is thus formed in the bell 14 due to the special way in which the casting compound 11 is introduced. The corresponding procedure can be found, for example, in the patent application WO 03/071636 A1 remove.

In der Anwendung kann es sein, dass das Messgerät und somit auch die Vergussmasse 11 eine erhöhte Temperatur erfahren. Die erhöhte Temperatur führt in den meisten Fällen dazu, dass die Vergussmasse 11 sich ausdehnt. Eine Expansion ist jedoch nur in die Hohlräume 12 hinein möglich.During use, the measuring device and thus also the potting compound 11 may experience an increased temperature. In most cases, the increased temperature causes the casting compound 11 to expand. However, expansion is only possible into the cavities 12 .

In der 1a ist ein Ausschnitt des Querschnitts der 1 dargestellt, wobei hier der Effekt auftritt, dass eine erhöhte Temperatur zu einer Ausdehnung der Vergussmasse 11 führt. Hier ist der Fall dargestellt, dass die Vergussmasse 11 gegen die Drähte 6 drückt. Sinkt die Temperatur wieder, so kontrahiert die Vergussmasse 11 und zieht sich wieder aus dem Hohlraum 12 zurück. Finden mehrere Temperaturzyklen hintereinander statt, so ist es möglich, dass die Drähte 6 knicken oder gar abbrechen. Dies ist hier deutlich zu erkennen eine Folge des Ansteigens und wieder Abfallens des Niveaus der Vergussmasse 11 in dem Hohlraum 12 des Innenraums 2 des Gehäuses 1.In the 1a is a detail of the cross section of the 1 shown, with the effect that an increased temperature leads to an expansion of the casting compound 11 occurring here. The case is shown here in which the casting compound 11 presses against the wires 6 . If the temperature drops again, the casting compound 11 contracts and withdraws from the cavity 12 again. If several temperature cycles take place one after the other, it is possible for the wires 6 to kink or even break off. This can be clearly seen here as a result of the rise and fall in the level of the casting compound 11 in the cavity 12 of the interior 2 of the housing 1.

In der 2 ist ein stark schematisierter Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Messgerät dargestellt. Zu sehen ist das Gehäuse 1 mit dem unteren Ende, welches hier durch die Membran 5 abgeschlossen wird. In dem Gehäuse 1 befindet sich die Hülse 10, welche beispielsweise aus einem Kunststoff geschaffen ist. Alternativen sind Hüllen aus Metall, Glas oder aus einer Keramik. Am oberen Ende der Hülse 10 befindet sich ein Hohlraum 12, welcher frei von der Vergussmasse 11 ist. Die obere Verbindung zur Elektronikeinheit 8, wie sie in 1 dargestellt ist, ist hier nicht mehr dargestellt. Ebenso fehlt auch die Anschlusseinheit 7, welche sich entsprechend zur 1 sonst in dem hier dargestellten Hohlraum 12 befinden würde. Entsprechendes gilt für die Drähte 6 bzw. für die flexible Leiterplatte, welche ebenfalls eine Verbindung zur Anschlusseinheit 7 herstellen könnte.In the 2 shows a highly schematic cross section through a measuring device according to the invention. The housing 1 can be seen with the lower end, which is closed by the membrane 5 here. In the housing 1 is the sleeve 10, which is created for example from a plastic. Alternatives are cases made of metal, glass or ceramics. At the upper end of the sleeve 10 there is a cavity 12 which is free of the casting compound 11 . The upper connection to the electronics unit 8, as shown in 1 shown is no longer shown here. Likewise, the connection unit 7, which is corresponding to the 1 would otherwise be in the cavity 12 shown here. The same applies to the wires 6 or to the flexible printed circuit board, which could also establish a connection to the connection unit 7 .

Erfindungsgemäß befindet sich unterhalb des Hohlraums 12 die Hemmeinheit 15. Diese Hemmeinheit 15 ist dabei derartig auf die Vergussmasse 11 abgestellt, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Hemmeinheit 15 deutlich kleiner als der Ausdehnungskoeffizient der Vergussmasse 11 ist. Der Faktor zwischen den beiden Koeffizienten liegt beispielsweise zwischen 5 und 100. Die Hemmeinheit 15 besteht beispielsweise aus dem gleichen Kunststoff wie die Hülse 10. Alternativ besteht die Hemmeinheit 15 aus einem Kunststoff mit einem großen Anteil der Glasphase und mit geringem Ausdehnungskoeffizient.According to the invention, the arresting unit 15 is located below the cavity 12 . The factor between the two coefficients is between 5 and 100, for example. The blocking unit 15 consists, for example, of the same plastic as the sleeve 10. Alternatively, the blocking unit 15 consists of a plastic with a large proportion of the glass phase and a low coefficient of expansion.

Wie wirkt nun die Hemmeinheit 15, welche hier als Zapfen ausgestaltet ist? Bei einer erhöhten Temperatur steigt die Vergussmasse 11 langsam in Richtung des Hohlraumes 12 nach oben. Hier würde sie im Stand der Technik vollständig auf die Anschlusseinheit 7 drücken. Erfindungsgemäß wird jedoch diese Expansionskraft durch die Hemmeinheit 15 gehemmt, so dass nur noch ein Ausweichen der Vergussmasse 11 um die Anschlusseinheit 7 herum in den Hohlraum 12 hinein stattfinden kann. Durch die Hemmeinheit 15 wird also die direkte Bewegung der Vergussmasse 11 in den Hohlraum 12 hinein unterdrückt, so dass auch die Kraft der Expansion der Vergussmasse 12 nicht vollständig auf die Anschlusseinheit bzw. auf die Drähte oder welche Einheit sich je nach Ausgestaltung in dem Hohlraum 12 befindet einwirken kann.How does the blocking unit 15, which is designed here as a pin, work? At an elevated temperature, the potting compound 11 slowly rises in the direction of the cavity 12 . In the prior art, it would press completely on the connection unit 7 here. According to the invention, however, this expansion force is inhibited by the arresting unit 15 so that the casting compound 11 can only deviate around the connection unit 7 into the cavity 12 . The direct movement of the casting compound 11 into the cavity 12 is thus suppressed by the inhibiting unit 15, so that the force of the expansion of the casting compound 12 does not fully affect the connection unit or the wires or whichever unit is in the cavity 12, depending on the configuration located can have an effect.

In dem in der 2 dargestellten Fall ist die Längsachse der Hemmeinheit 15 parallel zur Längsachse des Gehäuses 1, wobei der Hohlraum 12 sich ebenfalls auf der Längsachse des Gehäuses 1 befindet.In the in the 2 In the case shown, the longitudinal axis of the escapement unit 15 is parallel to the longitudinal axis of the housing 1, the cavity 12 also being located on the longitudinal axis of the housing 1.

In der Fertigung wird somit die Hemmeinheit 15 passend in dem Innenraum 2 , hier insbesondere vor den Hohlraum 12 platziert und anschließend wird die Vergussmasse 11 eingebracht. Ihre schützende Wirkung zeigt die Hemmeinheit 15 dann beispielsweise in der Anwendung unter den herrschenden und auf das Messgerät einwirkenden Prozessbedingungen.During production, the blocking unit 15 is thus placed appropriately in the interior space 2, here in particular in front of the cavity 12, and then the casting compound 11 is introduced. The inhibiting unit 15 then shows its protective effect, for example, when used under the prevailing process conditions affecting the measuring device.

In der 3 ist ein Schnitt durch die Hülse 10 mit der Hemmeinheit 15 dargestellt. Die Hülse 10 besteht beispielsweise aus vier Einzelteilen, wobei die Antriebs-/Empfangseinheit 4 hier das untere Ende der Hülse 10 bildet. Am oberen Ende der Hülse ist hier ein Steckkontakt 17 für die Verbindung mit der Elektronikeinheit vorgesehen. Von der Antriebs-/Empfangseinheit 4 erstreckt sich hier eine Flexleiterplatte 16 nach oben in Richtung der Anschlusseinheit 7. In der Hülse 10 ist hier die Hemmeinheit 15 vorgesehen, welche sich hier als nach unten verjüngender Zapfen darstellt. Die Hülse 10, sowie der Zapfen 15 bestehen beispielsweise aus dem gleichen Kunststoff. Wie zu sehen, wird die Anschlusseinheit 7 durch das obere breitere Ende der Hemmeinheit 15 teilweise durch die noch einzubringende Vergussmasse abgeschirmt. Durch ein breites oberes Ende des Zapfens 15 kann beispielsweise auch erreicht werden, dass die Hemmeinheit 15 auf einem Vorsprung der Hülse 10 ruht und nicht auf das untere Ende der Hülse 10 in Richtung der Antriebs-/Empfangseinheit 4 drückt.In the 3 a section through the sleeve 10 with the blocking unit 15 is shown. The sleeve 10 consists, for example, of four individual parts, with the drive/receiver unit 4 forming the lower end of the sleeve 10 here. A plug-in contact 17 for the connection to the electronic unit is provided here at the upper end of the sleeve. A flexible printed circuit board 16 extends here from the drive/receiver unit 4 upwards in the direction of the connection unit 7. In the sleeve 10, the arresting unit 15 is provided here, which is shown here as a downwardly tapering pin. The sleeve 10 and the pin 15 consist, for example, of the same plastic. As can be seen, the connecting unit 7 is partially shielded by the casting compound that is still to be introduced by the upper, wider end of the blocking unit 15 . A wide upper end of the pin 15 can also be achieved, for example, in that the escapement unit 15 rests on a projection of the sleeve 10 and does not press on the lower end of the sleeve 10 in the direction of the drive/receiver unit 4 .

BezugszeichenlisteReference List

11

GehäuseHousing

22

Innenrauminner space

33

Mechanisch schwingfähige EinheitMechanically oscillating unit

44

Antriebs-/Empfangseinheitdrive/receiver unit

55

Membranmembrane

66

Drahtwire

77

Anschlusseinheitconnection unit

88th

Elektronikeinheitelectronics unit

1010

Hülsesleeve

1111

Vergussmassepotting compound

1212

Hohlraumcavity

1313

Deckellid

1414

GlockeBell jar

1515

Hemmeinheitinhibition unit

1616

Flexleiterplatteflex circuit board

1717

Steckkontaktplug contact

Claims (11)

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einem Gehäuse (1), welches mindestens einen Innenraum (2) aufweist, wobei der Innenraum (2) zumindest teilweise mit einer Vergussmasse (11) gefüllt ist, wobei der Innenraum (2) des Gehäuses (1) mindestens einen von der Vergussmasse (11) freien Hohlraum (12) aufweist, wobei in dem Innenraum (2) mindestens eine Anschlusseinheit (7) vorgesehen ist, die sich in dem Hohlraum (12) befindet, wobei mindestens eine Hemmeinheit (15) vorgesehen ist, welche derartig ausgestaltet und in dem Innenraum (2) des Gehäuses (1) angeordnet ist, dass die Hemmeinheit (15) eine Bewegung der Vergussmasse (11) in zumindest einer Richtung verhindert und/oder hemmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hemmeinheit (15) derartig ausgestaltet und in dem Innenraum (2) des Gehäuses (1) angeordnet ist, dass die Hemmeinheit (15) sich zumindest teilweise auf einem Ausdehnungsweg der sich unter einer Temperaturerhöhung ausdehnenden Vergussmasse (11), und dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Hemmeinheit (15) kleiner als der thermische Ausdehnungskoeffizient der Vergussmasse (11) ist.Device for determining and/or monitoring at least one process variable, with at least one housing (1) which has at least one interior space (2), the interior space (2) being at least partially filled with a casting compound (11), the interior space (2 ) of the housing (1) has at least one cavity (12) free of the casting compound (11), wherein at least one connection unit (7) is provided in the interior (2), which is located in the cavity (12), wherein at least one blocking unit (15) is provided, which is designed and arranged in the interior (2) of the housing (1) in such a way that the blocking unit (15) prevents and/or blocks a movement of the casting compound (11) in at least one direction, characterized in that it that the arresting unit (15) is designed and arranged in the interior (2) of the housing (1) in such a way that the arresting unit (15) at least partially expands on an expansion path that expands under a temperature increase Potting compound (11), and that the thermal expansion coefficient of the arresting unit (15) is smaller than the thermal expansion coefficient of the potting compound (11). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hemmeinheit (15) sich zumindest teilweise in der Richtung des Übergangs zwischen dem Hohlraum (12) und der Vergussmasse (11) befindet.device after claim 1 , characterized in that the arresting unit (15) is located at least partially in the direction of the transition between the cavity (12) and the potting compound (11). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hemmeinheit (15) eine Bewegung der Vergussmasse (11) in Richtung der Anschlusseinheit (7) und/oder von der Anschlusseinheit (7) fort verhindert und/oder hemmt.device after claim 1 , characterized in that the inhibiting unit (15) prevents and / or inhibits a movement of the casting compound (11) in the direction of the connection unit (7) and / or from the connection unit (7). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hemmeinheit (15) eine Ausdehnung der Vergussmasse (11) in Richtung der Anschlusseinheit (7) und/oder eine Schrumpfung von der Anschlusseinheit (7) fort verhindert und/oder hemmt.device after claim 3 , characterized in that the inhibiting unit (15) prevents and / or inhibits an expansion of the casting compound (11) in the direction of the connection unit (7) and / or a shrinkage away from the connection unit (7). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) zumindest abschnittsweise rohrförmig ausgestaltet ist.Device according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the housing (1) is designed at least in sections tubular. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hemmeinheit (15) zumindest abschnittsweise zylindrisch ausgestaltet ist.Device according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the arresting unit (15) is designed at least in sections cylindrical. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Längsachse der Hemmeinheit (15) parallel zu einer Längsachse des Gehäuses (1) verläuft.Device according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that at least one longitudinal axis of the escapement unit (15) runs parallel to a longitudinal axis of the housing (1). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (12) sich entlang der Mittelachse des Gehäuses (1) befindet.Device according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the cavity (12) is located along the central axis of the housing (1). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse der Hemmeinheit (15) auf der Längsachse des Gehäuses (1) angeordnet ist.Device according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that a longitudinal axis of the escapement unit (15) is arranged on the longitudinal axis of the housing (1). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensorfühlelement (3) vorgesehen ist, welches zumindest eine von der Prozessgröße und/oder von einer Änderung der Prozessgröße abhängige Messgröße erzeugt und welches mit mindestens einer Elektronikeinheit (8) über elektrische Leitungen (6, 16) kontaktiert ist.Device according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that at least one sensor sensing element (3) is provided, which generates at least one measured variable dependent on the process variable and/or a change in the process variable and which is in contact with at least one electronic unit (8) via electrical lines (6, 16). . Vorrichtung nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass als das mindestens eine Sensorfühlelement (3) eine mechanisch schwingfähige Einheit (3) vorgesehen ist, dass mindestens eine Antriebs-/Empfangseinheit (4) vorgesehen ist, welche die mechanisch schwingfähige Einheit (3) zu mechanischen Schwingungen anregt und welche von der mechanisch schwingfähigen Einheit (3) mechanische Schwingungen empfängt.device after claim 10 , characterized in that a mechanically oscillatable unit (3) is provided as the at least one sensor sensing element (3), that at least one drive/receiver unit (4) is provided which excites the mechanically oscillatable unit (3) to mechanical oscillations and which receives mechanical vibrations from the mechanically oscillatable unit (3).

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