Die Erfindung bezieht sich auf ein IPx9 geeignetes Feldgerät der Automatisierungstechnik.

Aus dem Stand der Technik sind Feldgeräte bekannt, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Prozessautomatisierungstechnik ebenso wie in der Fertigungsautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktoren verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.

Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.

Bei hygienischen Prozessen werden besonders hohe Anforderungen hinsichtlich derer Verarbeitung und/oder Sauberkeit gestellt. Beispiele für derartige hygienische Prozess sind Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, wo die Gefahr besteht, dass Ablagerungen und/oder Verunreinigungen die Haltbarkeit beeinträchtigenden und/oder zu gesundheitsschädlichen Kontaminationen von Lebensmitteln führen können.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden die Gehäuse der Feldgeräte speziell ausgestaltet. Beispielsweise werden sie aus einem metallischen Werkstoff, wie bspw. 316L Edelstahl gefertigt und/oder so entworfen, dass es möglichst wenig Stellen gibt, an denen Ablagerungen und/oder Verunreinigungen anhaften können.

Damit die Feldgeräte von außen reinigbar sind, müssen diese als wasserdichte Geräte ausgeführt sein. Hierzu wurde von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) die IP-Schutzart (International Protection Codes) eingeführt, die elektrische Geräte dahingehend klassifiziert und angibt, für welche Umgebungsbedingungen sie geeignet sind. Eine Schutzart stellt die Klasse IPx9 dar, die der Fähigkeit entspricht, den Betrieb des Gerätes aufrechtzuerhalten, nachdem es einer direkten Hochdruckwasser- oder Dampfstrahl zur Reinigung ausgesetzt war.

Um dieser Anforderung gerecht zu werden, wird heutzutage eine Sichtscheibe in das Feldgerätegehäuse eingebracht, deren Oberfläche im Wesentlich bündig mit der Oberfläche des Feldgerätegehäuse, in dem Bereich wo die Sichtscheibe eingebracht ist, abschließt. Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist es allerdings nicht auszuschließen, dass zwischen dem Gehäuse und der Sichtscheibe ein umlaufender Spalt entsteht. Um ein Ansammeln von Schmutz und Verunreinigung zu verhindern, wird der Spalt nachträglich mit einem Dichtungswerkstoff geschützt. Nachteilig hieran ist allerdings, dass derartige Dichtungswerkstoffe gern mal bei IPx9 Anwendungen lösen oder beschädigt werden. Darüber hinaus müssen derartige Sichtscheiben im Inneren des Feldgeräts fest verankert werden, da ein Druck des auftreffenden Hochdruckwasser- oder Dampfstrahls diese nach Innen drückt und damit eine Dichtung entlastet und für eine Undichtigkeit sorgt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Feldgerät der Automatisierungstechnik vorzuschlagen, welches sich mittels eines Hochdruckwasser- oder Dampfstrahls reinigen lässt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das IPx9 geeignete Feldgerät der Automatisierungstechnik gemäß Patentanspruch 1 . Das erfindungsgemäß IPx9 geeignete Feldgerät der Automatisierungstechnik umfasst wenigstens:

- ein, vorzugsweise metallisches Feldgerätegehäuse, welches einen Innenraum umschließt und eine integrierte Ausnehmung zur Aufnahme einer Frontfolie aufweist;

- ein in dem Innenraum des Feldgerätegehäuses im Bereich der Ausnehmung angeordnetes Bedien- und/oder Anzeigenelement (19);

- eine auf das Feldgerätegehäuse aufgebrachte Frontfolie, wobei die Frontfolie in die in das Feldgerätegehäuse integrierte Ausnehmung eingebracht ist.

Erfindungsgemäß wird ein Feldgerät der Automatisierungstechnik vorgeschlagen, bei dem eine Frontfolie derartig in eine Ausnehmung bzw. Vertiefung des Feldgerätegehäuses eingebracht wird, dass ein Hochdruckwasser- oder Dampfstrahl nicht an einer Rückseite der Frontfolie ansetzen bzw. angreifen und die Frontfolie lösen kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes der Automatisierungstechnik sieht vor, dass die Ausnehmung derartig ausgeführt ist, dass eine Tiefe der Ausnehmung mindestens einer Materialstärke der Frontfolie entspricht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes der Automatisierungstechnik sieht vor, dass die Ausnehmung derartig ausgeführt und auf die Frontfolie abgestimmt ist, dass ein umlaufender Spalt um die in die Ausnehmung eingebrachte Frontfolie ausgebildet ist. Insbesondere kann die Ausgestaltung vorsehen, dass der um laufende Spalt eine maximale Breite von 0,2mm, insbesondere von 0,15mm aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes der Automatisierungstechnik sieht vor, dass die Ausnehmung mittels eines Prägestempels bei der Fertigung des Feldgerätegehäuses hergestellt ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes der Automatisierungstechnik sieht vor, dass die Frontfolie rückseitig bedruckt ist.

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

Fig. 1 : eine schematische Schnittdarstellung durch ein IPx9 geeignetes Feldgerät der Automatisierungstechnik, welches für den Einsatz in hygienischen Anwendungen konzipiert ist, und

Fig. 2: eine Detailansicht von dem Bereich des Feldgerätegehäuses in dem sich das Bedien- und/oder Anzeigenelement hinter einer Frontfolie befindet.

Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch ein Feldgerät der Automatisierungstechnik 10. Das Feldgerät 10 umfasst ein Feldgerätegehäuse 12, das einen Innenraum 13 umschließt. Bei dem Feldgerätegehäuse kann es sich um ein metallisches oder ein Kunststoffgehäuse handeln, welches bspw. durch ein Tiefziehverfahren gefertigt ist. Insbesondere kann es sich um ein Edelstahlgehäuse handeln. Das Feldgerätegehäuse 12 kann einen zumindest abschnittsweise rotationssymmetrischen Bereich 17 aufweisen, in den der Feldkontaktstecker 21 integriert werden soll bzw. integriert ist. Das Feldgerät 10 umfasst ferner ein endseitig an dem Feldgerätegehäuse 12 angeordnete Sensorbaugruppe mit einem Sensor- und/oder Aktorelement 14 zum Stellen und/oder Erfassen einer Prozessgröße und einen Prozessanschluss 28. Bei dem Prozessanschluss 28 kann es sich um eine Gewindebauform oder um einen schraub- oder klemmbaren Flansch handeln.

Das Sensor- und/oder Aktorelement 14 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Füllstandsensorelement zum Erfassen eines Füllstandes als Prozessgröße. Gleichwohl ist die Erfindung nicht auf die Art bzw. konkrete Ausgestaltung des Sensor- und/oder Aktorelements als Füllstandsensorelement beschränkt, sondern kann prinzipiell auf jedes andere Sensor- oder Aktorprinzip übertragen werden. Zum Bereitstellen und/oder Aufbereiten eines Sensor- und/oder Aktorsignals dient eine in einem Innenraum 13 des Feldgerätegehäuses eingebrachte elektronische Schaltung 15, die dazu ausgebildet ist, das Sensor- und/oder Aktorelement 14 zu betreiben.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die elektronische Schaltung drei Leiterplatten auf, wovon zwei Leiterplatten 15a und 15b in Längsrichtung des Gehäuses und eine Leiterplatte 15c in Querrichtung zu dem Gehäuse angeordnet sind. Die Erfindung ist dabei losgelöst von der Anzahl der Leiterplatten die in Längsrichtung und/oder Querrichtung zu dem Gehäuse angeordnet sind. So kann bzw. können bspw. auch nur eine oder drei Leiterplatten in Längsrichtung angeordnet sein. Die Leiterplatten 15a, 15b, 15c sind über entsprechenden Steckverbinder und Gegensteckverbinder 15d ineinandergesteckt und somit elektrisch kontaktiert. Steckverbinder und Gegensteckverbinder können sowohl als starre als auch als flexible Verbinder ausgebildet sein. Ebenfalls können Steck- und Gegensteckverbinder vertauscht sein.

Die elektronische Schaltung umfasst ferner eine Anschlusselektronik 20 mit zumindest einer ersten Leiterplatte 25 mit einem Feldkontaktstecker 21 , der in einer Längsachse der Leiterplatte 25 an einer Leiterplattenkante angeordnet und an dieser angelötet ist. Durch den Feldkontaktstecker 21 werden Daten, insbesondere Messwerte, und/oder Energie von dem Feldgerät 10 zu einer externen Einheit, bspw. einer übergeordneten Einheit oder einem anderen Feldgerät, übertragen.

Bei dem Feldkontaktstecker 21 kann es sich insbesondere um einen Rundsteckverbinder, bspw. einen M12-Rundsteckverbinder handeln. Gleichwohl kann es sich aber auch um andere gängige Steckverbinder handeln, die geeignet sind, Daten und/oder Energie zu übertragen. Beispielsweise kann es sich auch um einen Ethernet-Stecker handeln. Ferner kann es sich bei dem Feldkontaktstecker 21 auch um eine Kabelverschraubung handeln, durch die eine Leitung zur elektrischen Kontaktierung in den Innenraum des Feldgerätes geführt ist. Die Anschlusselektronik 20 umfasst ferner zumindest einen Gegensteckverbinder 22, der derartig auf der ersten Leiterplatte 25 angeordnet und angebracht sein kann, dass eine Steckachse 23 zu einer Hauptebene in der die erste Leiterplatte 25 ausgebildet ist geneigt bzw. gekippt ist. Über den Gegensteckverbinder 22 der Anschlusselektronik ist diese mit einer der Leiterplatten der elektronischen Schaltung über einen dort vorhandenen dazu passenden Steckverbinder 15e verbunden. Steckverbinder und Gegensteckverbinder können sowohl als starre als auch als flexible Verbinder ausgebildet sein. Ebenfalls können Steck- und Gegensteckverbinder vertauscht sein. Ferner können auf der ersten Leiterplatte 25 elektronische Komponenten für EMV- und/oder Explosionsschutz-Maßnahmen 24 aufgebracht sein.

Die in dem Feldgerät 10 befindliche elektronische Schaltung 15 kann zumindest teilweise in einem Elektronikbecher 16 angeordnet sein, welcher einen festen Sitz im Feldgerätegehäuse hat und ggfl. auch dazu dient, die Leiterplatten der elektronischen Schaltung zu fixieren. Der Elektronikbecher 16 ist dabei im Wesentlichen an eine Außenkontur des Feldgerätegehäuses angepasst. Ferner können die in dem Elektronikbecher 16 befindlichen elektronischen Schaltungsteile mittels einer Vergussmasse 27 vergossen sein.

Das Feldgerätegehäuse 12 weist ferner eine Gehäuseöffnung 18 auf, durch die der Feldkontaktstecker nach außen geführt ist. Zur mechanischen Fixierung und/oder Ausrichtung bzw. Positionierung ist über den Feldkontaktstecker eine passgenaue Steckerhülse geschoben und in bzw. an dem Feldgerätegehäuse angebracht. Die Steckerhülse 26 ist an dem Feldgerätegehäuse außenseitig angeschweißt. Um während des Schweißvorgangs die Steckerhülse zu fixieren, kann diese mittels einer Befestigungseinrichtung an dem Elektronikbecher 16 befestigt sein. Dies kann beispielsweise über ein Rastmechanismus an dem in dem Feldgerätegehäuse angeordneten Elektronikbecher 16 erfolgen. Beispielsweise kann ein erstes Befestigungselement durch eine an den Elektronikbecher 16 angespritzte Rastgeometrie, z.B. in Form einer Rastnase, realisiert sein. Um ein Einrasten bzw. Einklipsen zu ermöglichen ist an der Steckerhülse 26 eine umlaufende Nut als zweites Befestigungselement implementiert. Durch das Zusammenspiel der beiden Befestigungselemente wird verhindert, dass der Feldkontaktstecker während des Schweißvorgangs, bspw. durch die Dynamik der Schweißanlage oder den Einfluss von Schutzgasströmen, nicht beeinflusst wird, da die Steckerhülse 26 an dem Elektronikbecher 16 fixiert ist. Ferner hat ein Laserstrahl freien Zugang zur Schweißstelle.

An einem oberen Ende des Feldgerätes 10 weist das Feldgerätegehäuse 12 ein Bedien- und/oder Anzeigenelement zur Anzeige und/oder Bedienung 19 auf. Bei dem Bedien- und/oder Anzeigenelement 19 kann es sich bspw. um ein Display zur Visualisierung von Information handeln. Zur Bedienung kann das Bedien- und/oder Anzeigenelement 19 ferner kapazitive Tasten aufweisen. Diese können bspw. durch eine entsprechende kapazitive Folie realisiert sein. Ebenfalls möglich ist, dass das Bedien- und/oder Anzeigenelement 19 lediglich eine oder mehrere LEDs aufweist, über die ein Status oder andere Informationen des Feldgerätes signalisiert werden.

Um den Anforderungen gemäß der Schutzklasse IPx9 gerecht zu werden, ist das Bedien- und/oder Anzeigenelement 19 hinter einer in eine Ausnehmung des Feldgerätgehäuses eingebrachte Frontfolie 60 angeordnet. Derartige Frontfolien 60 kommen mittlerweile in nahezu allen Industriezweigen zum Einsatz. In der Regel werden diese Frontfolien 60 aus Polyester- oder Polycarbonatfolien hergestellt. Erfindungsgemäß ist die Frontfolie 60 in einer am Feldgerätegehäuse 12 entsprechend vorgesehenen Ausnehmung 12a angeordnet. Figur 2 zeigt im Detail den Bereich des Feldgerätegehäuses 12 in dem das Bedien- und/oder Anzeigenelement 19 angeordnet ist. Die Frontfolie 60 kann hierbei als selbstklebende Folie ausgeführt sein. Ferner kann die Frontfolie 60 auf der Rückseite bedruckt sein, so dass die Bedruckung vor Staub, Nässe, chemischen Einflüssen, Kratzern, Hitze, Kälte, Abnutzung durch Transport oder ständigen Gebrauch geschützt ist.

Hinsichtlich der Ausnehmung 12a ist diese derartig ausgeführt, dass das Gehäuse 12 eine durchgesetzte Kontur als vertiefte Tasche zur Aufnahme der Frontfolie 60 aufweist. Die Ausnehmung 12a kann bspw. mittels eines Prägestempels bei der Herstellung des Gehäuses 12 ausgeführt werden. Die Ausnehmung 12a ist ferner so ausgeführt, dass ein für die Montage notwendiger um laufender Spalt 12b gegebene ist bzw. sich ergibt. Dies bedeutet, die Ausnehmung ist etwas höher und/oder breiter ausgeführt als eine Höhe und/oder Breite der in die Ausnehmung zu platzierenden Frontfolie 60. Idealerweise weist der Spalt eine maximale Breite von 2mm, insbesondere von maximal 0,15 mm auf. Die Ausnehmung kann alternativ oder ergänzend auch so ausgeführt sein, dass eine Tiefe der Ausnehmung mindestens einer Materialstärker der Frontfolie entspricht, so dass sichergestellt ist, dass ein seitlich ansetzender Hochdruckwasser- oder Dampfstrahl nicht an der Rückseite der Frontfolie angreifen kann. Um das ansonsten nur von der Frontfolie geschützte Bedien- und/oder Anzeigenelement 19 vor dem Hochdruckwasser- oder Dampfstrahl zu schützen, kann es hinter einer in dem Gehäuse 12 integrierten Sicht- bzw. Bedienscheibe 11 im Innenraum 13 des Feldgerätes angeordnet sein.

Um eine möglichst gute Darstellung bzw. Ablesbarkeit der Information auf bzw. von dem Bedien- und/oder Anzeigenelement zu haben, kann es notwendig sein, dass das Bedien- und/oder Anzeigenelement 19 möglichst plan und/oder gleichmäßig an der Rückseite der Sicht- bzw. Bedienscheibe 11 anliegt. Hierzu kann ein Displayrahmen 30, der das Bedien- und/oder Anzeigenelement 19 einerseits aufnimmt und andererseits entsprechend hinter der Sicht- bzw. Bedienscheibe 11 platziert, verwendet werden. Hierzu kann der Displayrahmen an einer im Innenraum 13 entsprechend positionierten Trägerplatte 50 befestigt sein, so dass das in einer Aufnahmefläche 37 angeordnet und dort ggfls. fixierte Bedien- und/oder Anzeigenelement 19 durch den Displayrahmen 30 an die Sichtscheibe 11 gedrückt wird. Bei der Trägerplatte kann es sich um eine Leiterplatte 50 handeln, die bspw. dazu eingerichtet sein kann, die Auswertung und/oder Ansteuerung bzw. Bedienung des Bedien- und/oder Anzeigenelement 19 zu ermöglichen. Der Displayrahmen 30 kann hierbei über die Führungsstifte 35, die in entsprechende Bohrungen auf der Leiterplatte 50 eingeführt sind, axial ausgerichtet sein. Befestigt ist der Displayrahmen 30 über zwei Rasthaken 36, die an einer dem Displayrahmen 30 abgewandten Seite der Leiterplatte 50 zum Fixieren eingreifen. Ergänzend kann der zuvor beschriebene Displayrahmen 30 samt Träger- bzw. Leiterplatte in einen Displayhalter 40 integriert sein. Der Displayhalter 40 kann dabei bevorzugt derartig ausgeführt sein, dass dieser ebenfalls eigene Rastelemente, insbesondere in Form von Rasthaken, aufweist, mit denen er ebenfalls an der Träger- bzw. Leiterplatte 50 befestigt ist. Auf diese Weise bilden der Displayrahmen 30 mit dem Bedien- und/oder Anzeigenelement 19, die Leiterplatte 50 und der Displayhalter 40 eine Einheit bzw. eine Baugruppe. Ferner kann der Displayhalter 30 auch die Bedien- bzw. Sichtplatte 11 aufweisen.

Bezugszeichenhste

Feldgerät der Automatisierungstechnik

Sicht- bzw. Bedienscheibe

Feldgerätegehäuse a Ausnehmung zur Aufnahme der Frontfolie

Innenraum

Sensor- und/oder Aktorelement

Elektronische Schaltung a-15c Leiterplatten d Steck- und Gegensteckverbinder e Steckverbinder

Elektronikbecher a Rastnase

Rotationssymmetrischer Bereich

Gehäuseöffnung

Bedien- und/oder Anzeigenelement, z.B. in Form eines Displays

Anschlusselektronik

Feldkontaktstecker

Gegensteckverbinder der Anschlusselektronik

Elektronische Bauteile, bspw. für EMV- und/oder Ex-

Schutzmaßnahmen

Erste Leiterplatte der Anschlusselektronik

Steckerhülse für Feldkontaktstecker

Vergussmasse

Prozessanschluss

Displayrahmen

Führungsstifte

Displayhalter

Trägerplatte, bspw. in Form einer Leiterplatte

Frontfolie