Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit für ein Messgerät für die Prozess- und Automatisierungstechnik nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Messgerät für die Prozess- und Automatisierungstechnik mit einer solchen Anzeigeeinheit.

In der Automatisierungs- und Prozesstechnik kommen häufig Sensoren bzw. Messgeräte zum Einsatz, die den erfassten Messwert - z.B. Druck, Temperatur, Durchfluss, aber auch Abstand oder Vibration - in ein diesen Messwert repräsentierendes Ausgangssignal in Form eines analogen oder digitalen Stromoder Spannungssignals umwandeln und dieses Signal an ihrem Kabel- oder Steckeranschluss, aber teilweise auch drahtlos zur weiteren Verarbeitung einer übergeordneten Steuereinheit anbieten, bspw. einer SPS.

Ein typisches Messgerät besteht zunächst aus einem Sensorelement, auch als Messwertaufnehmer bezeichnet, das der Erfassung und Umwandlung einer physikalischen Messgröße eines Prozesswerts in ein Messsignal dient. Des Weiteren ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die häufig als Mikrocontroller ausgeführt ist und in der die vom Sensorelement generierten Messsignale aufbereitet, d.h. verstärkt, und zumeist auch schon verarbeitet werden. Die Auswerteinheit ist zumeist ausgangsseitig sowohl mit einer Anzeigeeinheit als auch mit einer Kommunikationsschnittstelle verbunden, über die die aufbereiteten Messsignale an die bereits erwähnte Steuereinheit übertragen werden können. Auf der Anzeigeeinheit werden die aktuellen Messwerte angezeigt. Des Weiteren dient die Anzeigeeinheit häufig auch zum Einrichten und Parametrieren des Messgeräts. Hierzu verfügt das Messgerät zusätzlich über entsprechende Eingabemöglichkeiten.

Die Anzeigeeinheiten sind dabei entweder unmittelbar in das Gehäuse des Messgeräts integriert, vom Gehäuse des Messgeräts abgesetzt, aber noch mit dem Messgerät mechanisch verbunden oder völlig vom Gehäuse des Messgeräts abgesetzt und nur elektronisch verbunden.

Typischerweise besteht die Anzeigeeinheit aus einem Gehäuse, das je nach Ausführung entweder das Gehäuse des Messgeräts sein kann oder ein separates Gehäuse für die Anzeigeeinheit selbst. Dieses Gehäuse weist dann eine Öffnung für ein Display auf, das diverse Mess- und/oder Parameterdaten des Messgeräts darstellen kann und von einer Frontscheibe abgedeckt ist. Zwischen dem Gehäuse und der Frontscheibe ist dann ein Dichtelement angeordnet, wofür häufig Flachdichtungen oder O-Ringe, jeweils aus einem Elastomer, verwendet werden.

Als nächstliegender Stand der Technik ist die DE 102012102948 A1 anzusehen, aus der ein mit einem Sichtfenster ausgestattetes Gehäuse bekannt ist. Das Gehäuse umfasst ein in eine Ausnehmung in einer Außenwand des Gehäuses eingesetztes Sichtfenster, bei dem eine aus dem Gehäuse herausweisende Oberfläche des Sichtfenster eine nach außen aus dem Gehäuse herausweisende Wölbung aufweist.

Als weiterer Stand der Technik ist die DE 102012111662 A1 sowie die DE 4304370 A1 zu nennen, aus denen jeweils bekannt ist, an einer Gehäuseöffnung und an einem darin eingesetzten Sichtfenster bzw. einer Glaskeramikkochfläche jeweils eine konische Verjüngung vorzusehen. Im Bereich der Verjüngung ist eine entsprechend ausgebildete Formdichtung zwischen Sichtfenster bzw. Glaskeramikkochfläche und Gehäuse angeordnet.

In Prozessanlagen der Pharma- oder Lebensmittelindustrie sind spezielle Hygienerichtlinien einzuhalten. Das Sicherstellen eines zuverlässigen, häufig automatisierten Reinigungsvorgangs ist dabei von fundamentaler Bedeutung. Die Oberflächen sind deshalb so zu gestalten, dass sich Verschmutzungen nicht festsetzen können bzw. durch das Reinigungsmedium sicher und einfach abgereinigt werden können. Sensoren sollen - wie die restlichen Maschinen und Anlagenbestandteile - in kürzester Zeit rückstandsfrei gereinigt werden können, insbesondere dann, wenn diese im Hygienebereich installiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Messgerät der Prozess- und Automatisierungstechnik vorzuschlagen, das eine spaltfreie und damit unter Hygienegesichtspunkten optimierte Anzeigeeinheit aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anzeigeeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Messgerät gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß weist die Frontscheibe zunächst eine randseitige, umlaufende Aussparung auf, in der das Dichtelement angeordnet und die vom Gehäuse zumindest teilweise überdeckt ist, so dass das Dichtelement zumindest teilweise zwischen der Innenseite des Gehäuses und der Frontscheibe fixiert ist, aber sich dennoch zwischen dem Gehäuse und der Frontscheibe ein Freiraum ausbildet.

Des Weiteren ist das Dichtelement als Formdichtung ausgebildet, mit einem wulstartigen Hauptteil und einer Dichtlippe, die durch zwei gewinkelt zueinander angeordnete Schenkel - vorzugsweise um 90° - gebildet wird und eine zur Kontur der Aussparung der Frontscheibe komplementäre Form aufweist. Je nach Ausformung des Gehäuserandes kann dieser Winkel sich stark abflachen bis hin zu einem nahezu Verschwinden desselben, wenn der Einzug des Gehäuses minimiert wird.

Dabei ist der wulstartige Hauptteil zwischen der Innenseite des Gehäuses und der Frontscheibe zur Erzielung einer Anpress- bzw. Haltefunktion für die Frontscheibe angeordnet und die Dichtlippe erstreckt sich zur Erzielung einer radialen Dichtwirkung in den Freiraum zwischen Gehäuse und Frontscheibe. Das Dichtelement besteht vorzugsweise aus einem Elastomer.

Die beiden Schenkel der Dichtlippe können dabei entweder jeweils gleich dick sein oder unterschiedlich dick, wobei im letzteren Fall es vorteilhaft ist, wenn der sich in den Freiraum zwischen Gehäuse und Frontscheibe erstreckende Schenkel eine stetig zu- bzw. abnehmende Dicke aufweist. Letztgenannte Weiterbildung hat den Vorteil, dass sich dieser Schenkel dann keilartig in den Freiraum zwischen Gehäuse und Frontscheibe erstreckt.

Erfindungsgemäß liegt die Frontscheibe gegenüber der Oberfläche des Gehäuses nicht in einer Flucht, sondern ist etwas zurückversetzt angeordnet. Entsprechend weist dann der innere Rand des Gehäuses, der die Aussparung der Frontscheibe überdeckt, eine Prägung von vorzugsweise 30° in Richtung der Höhe der Frontscheibe auf. Durch diese Prägung im Fensterbereich des Gehäuses kann die auf der Frontscheibe aufgespannte Formdichtung ideal gefügt werden. Die Dichtlippe wird im verbauten Zustand an der obersten Ecke, in einem quasi linienförmigen Bereich maximal verpresst und schließt so den Spalt zwischen den Fügepartnern in sehr harmonischer Weise. Der im Außenbereich sichtbare Teil der Dichtlippe bildet im verpressten Zustand dann einen hygienischen, tangentialen Übergang zwischen der Prägung am Gehäuse und der Oberseite der Frontscheibe. Das Gehäuse ist dabei bevorzugt durch einen Tiefziehprozess hergestellt worden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht das Dichtelement aus zwei unterschiedlichen Materialien, so dass vorteilhafterweise die entsprechenden funktionalen Anforderungen an den wulstartigen Hauptteil sowie die Dichtlippe mit entsprechenden Matenaleigenschaften berücksichtigt werden kann, bspw. durch unterschiedliche Härte oder chemischer Beständigkeit.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass mit dem speziellen Dichtelement zwei unabhängige Funktionen erfüllt werden, nämlich die Anpress- bzw. Haltefunktion für die Frontscheibe durch den wulstartigen Hauptteil einerseits und eine Spaltfüllung und damit zuverlässige Dichtfunktion durch die Dichtlippe andererseits, und beide Bereiche weitgehend funktional voneinander entkoppelt sind. Dabei ist die Dichtfunktion der Dichtlippe deswegen so zuverlässig, weil sich die Dichtlippe durch ihre an das wulstartige Hauptteil angeformten zwei Schenkel in einer definierten Position befindet und trotz chemischer oder thermischer Einflüsse form- und lagestabil bleibt. Durch den wulstartigen Hauptteil des Dichtelements kann zudem ein fertigungsbedingter vertikaler und durch die Dichtlippe ein horizontaler Toleranzausgleich erzielt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen schematisch:

Figur 1 eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit,

Figur 2 ein Schnittbild durch eine erfindungsgemäße Anzeigeeinheit,

Figur 3a Detailansicht des Schnittbilds aus Fig. 2 während des Fügens und

Figur 3b Detailansicht des Schnittbilds aus Fig. 2 im verbauten Zustand.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.

In Figur 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit 1 dargestellt, vorliegend in Form einer vom Gehäuse des eigentlichen Messgeräts abgesetzten und mit diesem mechanisch und elektronisch verbundenen Anzeigeeinheit 1 . Bei dem Messgerät handelt es sich bspw. um ein magnetischinduktives Durchflussmessgerät. Ähnlich könnte auch eine Ausführungsform aussehen, bei der die Anzeigeeinheit 1 völlig vom Gehäuse des Messgeräts abgesetzt und mit diesem nur noch elektronisch verbunden ist. Von der Erfindung mit umfasst ist auch eine dritte Ausführungsform, bei der die Anzeigeeinheit 1 unmittelbar in das Gehäuses des Messgeräts integriert ist.

Die Anzeigeeinheit 1 besteht aus einem Gehäuse 10, das je nach Ausführung entweder das Gehäuse des Messgeräts sein kann oder ein separates Gehäuse für die Anzeigeeinheit 1 selbst. Dieses Gehäuse 10 weist dann eine Öffnung 11 für ein Display 2 auf, das diverse Mess- und/oder Parameterdaten des Messgeräts darstellen kann und von einer Frontscheibe 20 abgedeckt ist. Auf der rechten Seite sind Bedientasten zum Einrichten und Parametrieren des Messgeräts angedeutet.

In Figur 2 ist ein Schnittbild durch eine erfindungsgemäße Anzeigeeinheit 1 dargestellt. In der Öffnung 11 des Gehäuses 10 ist die Frontscheibe 20 angeordnet. Die Frontscheibe 20 weist eine randseitige, umlaufende Aussparung 21 auf, in der ein Dichtelement 30 angeordnet ist. Die Aussparung 21 der Frontscheibe 20 wird von dem Gehäuse 10 teilweise überdeckt, so dass das Dichtelement 30 zwischen der Innenseite des Gehäuses 10 und der Frontscheibe 20 fixiert ist. Mit dem Gehäuse 10 ist noch eine Spange 4 in Form eines klammerartigen Gehäuseteils verbunden, vorzugsweise verschweißt. Diese Spange 4 hat eine im Querschnitt zweifach abgewinkelte Form und auf dem inneren Teil liegt die Frontscheibe 20 auf. Auf diese Weise ist das Dichtelement 30 und die Frontscheibe 20 sandwichartig eingespannt.

Die Frontscheibe 20 ist gegenüber der Oberfläche des Gehäuses 10 etwas zurückversetzt angeordnet. Dafür weist dann der innere Rand des Gehäuses 10 oberhalb der Aussparung 21 der Frontscheibe 20 eine Prägung 12 in Richtung der Höhe der Frontscheibe 20 auf. Die Prägung hat einen Verlauf von vorzugsweise 30°.

In den Figuren 3a und 3b sind jeweils eine Detailansicht des Schnittbilds aus Fig. 2 dargestellt, wobei Fig. 3a eine Situation während des Fügevorgangs abbildet und Fig. 3b den fertigen, verbauten Zustand.

Zu erkennen ist das als Formdichtung ausgebildete Dichtelement 30, das in der randseitigen, umlaufenden Aussparung 21 der Frontscheibe 20 angeordnet ist und das vorzugsweise aus einem Elastomer besteht. Das Dichtelement 30 besteht aus einem wulstartigen Hauptteil 31 und einer Dichtlippe 32. Die Dichtlippe 32 wird durch zwei senkrecht zueinander, also um etwa 90° angeordnete Schenkel gebildet und weist eine zur Kontur der Aussparung 21 der Frontscheibe 20 komplementäre Form auf. Dabei erzielt der wulstartige Hauptteil 31 zwischen der Innenseite des Gehäuses 10 und der Frontscheibe 20 eine axiale Abstützung bzw. ein Niederdrücken der Frontscheibe 20 in ihre definierte Position mit Kraftübertragung und zugleich sekundärer Abdichtung. Außerdem wird durch den wulstartigen Hauptteil 31 ein Toleranzausgleich in vertikaler Richtung und durch die Dichtlippe 32 in horizontaler Richtung erzielt. Die Dichtlippe 32 erstreckt sich zur Erzielung einer radialen Dichtwirkung in einen Freiraum 3, der sich zwischen dem Gehäuse 10 und der Frontscheibe 20 ausbildet. Nach dem Zusammenbau, siehe Fig. 3b, wird vorn, nach außen bzw. zum Medium hin eine maximale Verpressung in einem quasi linienförmigen Bereich realisiert.

Wie insbesondere aus Fig. 3b ersichtlich wird der Freiraum 3 auch im fertigen, verbauten Zustand durch die beiden Schenkel der Dichtlippe 32 nicht vollständig ausgefüllt. Der verbleibende Raum dient nun dazu, dass sich das Dichtelement 30 im Bereich der Dichtlippe 32 infolge eines Temperatureinflusses darin zurückziehen kann, das Dichtelement 30 dadurch im für die Dichtwirkung relevanten Bereich form- und lagestabil bleibt und letztlich die Dichtfunktion nicht beeinträchtigt wird.

Die Fig. 3a und 3b zeigen jeweils eine Ausführungsform, bei der die beiden Schenkel der Dichtlippe 32 gleich dick sind. Alternativ dazu ist es auch denkbar, die beiden Schenkel unterschiedlich dick auszuführen. Vorteilhaft ist dann, wenn der sich in den Freiraum zwischen Gehäuse und Frontscheibe erstreckende Schenkel nach außen bzw. oben hin eine stetig abnehmende Dicke aufweist, so dass er eine Keilform einnimmt. Denkbar ist bspw. eine Schräge von ca. 20° vorzusehen. Wenn die Stirnseite der Prägung 12 eine davon abweichende Schräge aufweist, bspw. die oben genannten 30°, ergibt sich der Vorteil, dass die Dichtlippe 32 dann keilartig in den Freiraum 3 zwischen Gehäuse 10 und Frontscheibe 20 angeordnet ist und beim Zusammenbau eine maximale Verpressung im vorderen, medienberührenden Bereich sicherstellt.

Wie bereits aus Fig. 2 ersichtlich ist die Frontscheibe 20 gegenüber der Oberfläche des Gehäuses 20 etwas zurückversetzt angeordnet. Dafür weist dann der innere Rand des Gehäuses 10 oberhalb der Aussparung 21 der Frontscheibe 20 eine Prägung 12 in Richtung der Höhe der Frontscheibe 20 auf. Durch diese Prägung 12 im Fensterbereich des Gehäuses 10 wird das auf der Frontscheibe 20 aufgespannte Dichtelement 30 ideal gefügt, wie aus der Zusammenschau von Fig. 3a und Fig. 3b ersichtlich. Die Dichtlippe 32 wird im verbauten Zustand nur an der obersten Ecke verpresst und schließt so zuverlässig den Spalt zwischen Gehäuse 10 und Frontscheibe 20. Der von außen sichtbare Teil der Dichtlippe 32 bildet im verpressten Zustand dann einen hygienischen, tangentialen Übergang zwischen der Prägung 12 am Gehäuse 10 und der Oberseite der Frontscheibe 20, so dass im Ergebnis eine hygienische, spaltfreie Abdichtung zwischen einem vorzugsweise tiefgezogenen Gehäuse 10 und einer Displayscheibe 20 realisiert wird.

Bezugszeichenliste

1 Anzeigeeinheit

2 Display

3 Freiraum

4 Spange, klammerartiges Gehäuseteil

10 Gehäuse

11 Öffnung

12 Prägung

20 Frontscheibe

21 Aussparung

30 Dichtelement

31 wulstartiger Hauptteil

32 Dichtlippe