DE102008022743A1 - Electrical conductor pressure-tight feed-through arrangement for use in field equipment for process instrumentation, has electrical conductor elements running parallel to each other and short-circuited by contacting unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur druckdichten Durchführung elektrischer Leitungen durch eine Wand zwischen zwei druckdicht voneinander getrennten Räumen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Feldgerät mit einer derartigen Anordnung.The The invention relates to an arrangement for pressure-tight implementation electrical lines through a wall between two pressure-tight separated spaces according to the preamble of the claim 1 and a field device with such an arrangement.
In prozesstechnischen Anlagen werden zur Steuerung von Prozessen vielfältige Feldgeräte für die Prozessinstrumentierung eingesetzt. Beispielsweise dienen Messumformer, die auch als Sensoren bezeichnet werden, zur Erfassung von Prozessvariablen, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Durchflussmenge, Füllstand oder Dichte eines Mediums. Durch Stellglieder, die häufig als Aktuatoren bezeichnet werden, kann der Prozessablauf in Abhängigkeit von erfassten Prozessvariablen entsprechend einer vorgegebenen Strategie beeinflusst werden. Als Beispiel für ein Stellglied sei ein Regelventil, eine Heizung oder eine Pumpe genannt.In Process engineering systems are versatile for the control of processes Field devices used for process instrumentation. For example, transmitters, also referred to as sensors, are used be used to capture process variables, such as temperature, Pressure, flow rate, level or density of a medium. By Actuators, often referred to as actuators, the process flow can depend on the process variables detected be influenced according to a given strategy. When An example of an actuator is a control valve, a heater or called a pump.
Beispielsweise
aus der
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur druckdichten Durchführung elektrischer Leitungen durch eine Wand zu schaffen, die sich durch einen geringeren Herstellungsaufwand auszeichnet.Of the Invention is based on the object, an arrangement for pressure-tight Passing electrical cables through a wall create, which is characterized by a lower production cost.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die neue Anordnung der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und in Anspruch 5 ein Feldgerät zur Prozessinstrumentierung mit einer derartigen Anordnung beschrieben.to Solution to this problem, the new arrangement of the beginning mentioned type specified in the characterizing part of claim 1 features on. In the dependent claims are advantageous Further developments of the invention and in claim 5, a field device for process instrumentation with such an arrangement.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die elektrischen Leitungselemente und der elektrisch isolierende Träger universell gestaltet werden können. Die spezifische Ausgestaltung der Anordnung zur Durchführung elektrischer Leitungen wird an Kontaktierungsmitteln vorgenommen, welche für jede durch die Wand zu führende elektrische Leitung eine Gruppe von elektrischen Leiterelementen an den beiden einander gegenüberliegenden Außenseiten des Trägers, an welchen die elektrischen Leiterelemente aus diesem heraus treten, kurzschließen. Wenn die spezifische Ausgestaltung der Kontaktierungsmittel keinen Einfluss auf die Druckfestigkeit und damit auf die Zulassung der Anordnung durch die zuständigen Behörden hat, genügt bereits eine einmalige Entwicklung und Zulassung der Anordnung und es ist nicht mehr erforderlich, gerätespezifische Entwicklungen durchzuführen. Durch die Verwendbarkeit der Anordnung bei verschiedenen Geräten lassen sich somit hohe Stückzahlen erreichen und die anteiligen Kosten für Entwicklung und Zulassung werden bezogen auf den Stückpreis verringert.The invention has the advantage that the electrical line elements and the electrically insulating carrier can be designed universally. The specific configuration of the arrangement for the passage of electrical lines is made on contacting means which, for each electrical conduction through the wall, short-circuit a group of electrical conductor elements on the two opposite outer sides of the carrier at which the electrical conductor elements exit therefrom. If the specific configuration of the contacting means has no influence on the compressive strength and thus on the approval of the arrangement by the competent authorities, a single development and approval of the arrangement is sufficient and it is no longer necessary to implement device-specific developments. Due to the usability of the arrangement in different devices can thus achieve high volumes and the proportionate Kos for development and approval are reduced in relation to the unit price.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die elektrischen Leitungselemente in einem elektrisch isolierenden Füllmaterial als Träger vergossen. Der Abstand der elektrischen Leitungselemente im Träger kann dabei in einfacher Weise so gewählt werden, dass die Zulassungsanforderungen bezüglich der elektrischen Isolationsfähigkeit erfüllt sind. Als Füllmaterialien kommen beispielsweise Glas oder Materia lien auf der Basis von Kunststoffen in Betracht. Derartige Materialien sind allgemein bekannt und zur Realisierung druckdichter Leitungsdurchführungen gut geeignet. Die elektrischen Leiterelemente können sowohl aus Metall als auch aus anderen elektrisch leitfähigen Materialien gebildet sein. Beispielsweise ist es möglich, in einem elektrisch isolierenden Träger auf der Basis von Kunststoff durch lokale Einlagerung leitfähiger Materialien, beispielsweise kleiner Kohlenstoffröhrchen, die als Carbon Nanotubes (CNT) bezeichnet werden, einzulagern und so in den Träger eingebettete, leitfähige Zonen zu bilden, welche die Funktion der elektrischen Leiterelemente erfüllen. Je nach verwendeten Materialien ist der Träger mit den elektrischen Leiterelementen als Stangenware herstellbar, die auf die jeweils gewünschte Länge zugeschnitten werden kann. Dabei sind auch Materialien verwendbar, die zur leichteren Montage flexibel sind und erst beim Montagevorgang, zum Beispiel durch Temperatureinwirkung, UV-Licht oder Verwendung von Härtemittel, aushärten.According to one Particularly advantageous embodiment, the electrical line elements encapsulated in an electrically insulating filler as a carrier. The distance of the electrical line elements in the carrier can be chosen in a simple manner so that the Approval requirements with regard to the electrical insulation capability are fulfilled. As fillers are, for example, glass or materials based on plastics. such Materials are well known and pressure-tight for the realization Cable bushings well suited. The electrical conductor elements can be made of metal as well as other electrical be formed conductive materials. For example it is possible in an electrically insulating carrier based on plastic by local incorporation more conductive Materials, such as small carbon tubes, which are referred to as carbon nanotubes (CNT), and so embedded in the carrier, conductive zones form, which fulfill the function of the electrical conductor elements. Depending on the materials used is the carrier with the electrical conductor elements produced as rod goods, the on the desired length can be cut can. In this case, materials are used, the easier Mounting are flexible and only during the assembly process, for example by exposure to heat, UV light or use of hardener, Harden.
In vorteilhafter Weise können als Kontaktierungsmittel zwei Anschlussplatten verwendet werden, die an den beiden einander gegenüberliegenden Außenseiten des Trägers angeordnet sind. Die Anschlussplatten weisen zur Kontaktierung jeder Gruppe von elektrischen Leiterelementen eine dem Träger zugewandte Kontaktfläche auf, welche die Enden der elektrischen Leiterelemente kontaktiert, die der jeweiligen Gruppe zugehören. Die Anordnung zur Durchführung elektrischer Leitungen kann bei dieser Ausgestaltung besonders einfach an die jeweilige Anwendung angepasst werden, da lediglich die Form der Kontaktflächen gerätespezifisch festgelegt werden muss. Abhängig von der benötigten Anzahl der Leitungen werden entsprechend viele Gruppen von elektrischen Leiterelementen gebildet und unabhängig voneinander kontaktiert. Der benötigte Leitungsquerschnitt jedes elektrischen Leiters wird durch die Größe der Kontaktfläche und den Querschnitt der einzelnen elektrischen, zur jeweiligen Gruppe gehörigen Leiterelemente bestimmt. Dabei ist es möglich, ein oder mehrere der elektri schen Leiterelemente durch eine Kontaktfläche zu kontaktieren.In Advantageously, as a contacting two Sub-bases are used, which are at the two opposite ones Outside of the carrier are arranged. The connection plates have for contacting each group of electrical conductor elements a contact surface facing the wearer, which contacts the ends of the electrical conductor elements, the belong to the respective group. The arrangement for implementation Electrical lines can be particularly simple in this embodiment adapted to the particular application, since only the shape the contact surfaces specified device-specific must become. Depending on the required number The cables are correspondingly many groups of electrical Conductor elements formed and contacted independently. The required cable cross-section of each electrical conductor is determined by the size of the contact surface and the cross section of the individual electrical, to each group associated conductor elements. It is possible one or more of the electrical rule conductor elements through a contact surface to contact.
In vorteilhafter Weise kann eine gute und dauerhafte Kontaktierung zwischen den Enden der elektrischen Leiterelemente und den Kontaktflächen der Anschlussplatten erreicht werden, wenn eine Halterung für den Träger und die beiden Anschlussplatten vorgesehen ist, in welcher diese zur Erzeugung einer auf die Kontaktflächen wirkenden Anpresskraft eingespannt sind. Als eine Alternative dazu ist es möglich, dauerhafte Verbindungen zwischen den Kontaktflächen und den Enden der elektrischen Leiterelemente durch Löten herzustellen.In Advantageously, a good and lasting contact between the ends of the electrical conductor elements and the contact surfaces of Connection plates can be achieved if a holder for the carrier and the two connection plates is provided, in which this for generating one on the contact surfaces are clamped acting contact force. As an alternative Is it possible to make permanent connections between the contact surfaces and the ends of the electrical conductor elements by soldering manufacture.
Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.Based of the drawings, in which an embodiment of the invention are shown below, the invention and embodiments and Advantages explained in more detail.
Es zeigen:It demonstrate:
Ein
Messumformer besteht gemäß
In einer anderen Ausführungsform ragen auf beiden Seiten einer Durchführung Anschlussstifte heraus, auf welche eine flexible Leiterplatte mit zu den Anschlussstiften korrespondierenden Durchkontaktierungen aufgelegt und verlötet werden kann. Anstelle mehrerer Einzelleitungen sind auf diese Weise Verbindungen zur Elektronik und zum Messfühler mit der flexiblen Leiterplatte als einzelnes, mehradriges Leitungselement herstellbar.In another embodiment protrude on both sides of a Carry out connection pins on which a flexible Printed circuit board with corresponding to the pins through holes can be placed and soldered. Instead of several individual lines are in this way connections to the electronics and the probe with the flexible circuit board as a single, multi-core line element produced.
Zur
Kontaktierung der Enden der in
Bei
einer Abwandlung der in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 10355784 A1 [0003] - DE 10355784 A1 [0003]
- - DE 29716576 U1 [0004] - DE 29716576 U1 [0004]
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2008
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