Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Sensoreinrichtung zum Erfassen einer Verunreinigung in Form von Metallpartikeln in einem Fluid, das zumindest teilweise von einer Trennwand umgeben ist, die von der in ihrer Funktionsstellung befindlichen Sensoreinrichtung mit ihrem die Me- tallpartikel detektierenden Sensor über eine Aufnahmeöffnung zumindest teilweise durchgriffen ist, wobei insbesondere zu Wartungs- oder Aus tauschzwecken die Sensoreinrichtung in eine Außer-Funktionsstellung aus der Trennwand entfernbar ist. Sensorvorrichtungen dieser Art sind Stand der Technik, siehe EP 0 893 683 B1 . Sensorvorrichtungen dieser Art kommen insbesondere bei Fluidsyste men zum Einsatz, bei denen Fluide, wie Hydrauliköle oder Schmieröle, entsprechende Systemkomponenten durchströmen, beispielsweise Hydro- pumpen und Hydromotoren oder Getriebegehäuse. Diese Systemkompo- nenten unterliegen dabei einem Verschleiß, wodurch das Fluid mit Metall partikeln verunreinigt wird. Diese können sich in Ventilen, in durch das Fluid geschmierte Lager oder anderen Bauteilen festsetzen und dort Schä den verursachen. Die bekannten Sensorvorrichtungen ermöglichen das Er fassen der Verunreinigungen oder eines Verunreinigungsgrades der Fluide mit Metallpartikeln, indem der elektrische Widerstand zwischen zwei ei nander benachbarten Elektroden ermittelt wird, der vom Vorhandensein von zwischen den Elektroden befindlichen Metallpartikeln abhängig ist. Im Stand der Technik ist hierbei, wie bei der in EP 0 893 683 B1 beschrie benen Lösung, ein Magnetfeld vorgesehen, um ferromagnetische Partikel an der Sensoreinrichtung anzusammeln. Mittels eines aufgrund des ermittelten Widerstandes generierten elektrischen Signals lässt sich das Fluidsystem abschalten, sobald der Verunreinigungsgrad einen vorgegebenen Schwel lenwert überschritten hat, oder ein Alarmsignal erzeugen.

Systembedingt fallen beim Betrieb derartiger Sensorvorrichtungen War tungsarbeiten an. Insbesondere muss nach einer zwischen den Elektroden des Sensors angehäuften Ansammlung von Metallpartikeln ein Reinigungs vorgang oder ein Austausch erfolgen, wozu die Sensoreinrichtung aus der den Fluidbereich vom Sensor trennenden Wand herausgenommen werden muss, also beispielsweise aus einer Rohrwand, Behälterwand oder Getrie begehäusewand. Da es normalerweise nicht praktikabel ist, den Fluidbe reich für den jeweiligen Wartungsvorgang zu entleeren, gestaltet sich die Herausnahme der Sensoreinrichtung aus der Trennwand äußerst problema tisch und birgt die Gefahr der Umweltgefährdung durch Auslaufen von Flu id.

Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Sensorvorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die sich durch ein verbessertes Betriebsverhalten auszeichnet.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Sensorvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 zeichnet sich die Er findung dadurch aus, dass die Sensoreinrichtung derart mit einer Schließ einrichtung zusammenwirkt, dass mit Entfernen der Sensoreinrichtung in ihre Außer-Funktionsstellung die Schließeinrichtung die Aufnahmeöffnung verschließt und in umgekehrter Richtung bei Einbringen der Sensoreinrich- tung in ihre Funktionsstellung diese Aufnahmeöffnung freigibt. Dadurch, dass dergestalt der Vorgang des Entfernens der Sensoreinrichtung aus der Trennwand zu einem mittels der Schließeinrichtung bewirkten Verschluss der Aufnahmeöffnung führt und das Problem des Fluidaustritts dadurch aus der Welt geschaffen ist, gestalten sich Wartungs- oder Austauscharbeiten einfach und sicher, ohne dass die Gefahr einer Umweltbelastung besteht.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Schl ießeinrichtung unter Bildung einer Art Rückschlagventil einen federbelasteten Schließteller aufweisen, der jeweils unter der Einwirkung der Sensoreinrichtung entgegen der Wir kung seiner Schließfeder in eine die Aufnahmeöffnung freigebende Öff nungsstellung oder unter der Wirkung der Schließfeder in seine die Auf nahmeöffnung schließende Sperrsteilung bringbar ist. Dadurch ist eine beim Entfernen der Sensoreinrichtung selbsttätig schließende Schließein richtung in besonders einfacher Bauweise realisierbar.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Aufnahmeöffnung in der Trennwand von einem in diese einsetzbaren, insbesondere ein- schraubbaren, Aufnahmegehäuse begrenzt, das permanent die Schließein richtung aufnimmt und in das die Sensoreinrichtung ein- und ausbringbar, insbesondere ein- und ausschraubbar ist. Die Schließeinrichtung bildet mit ihrem Aufnahmegehäuse dadurch einen Adapter, über den eine Sensorvor richtung an einer gewählten Stelle der von dem zu überwachenden Fluid kontaktierten Trennwand anbringbar ist.

Der Schließteller der Schließeinrichtung kann außenumfangsseitig einen Dichtring aufweisen, der in seiner Schließstellung in dichtende Anlage mit dem Aufnahmegehäuse oder mit dem Aufnahmegehäuse zuordenbaren Anlageteilen ist. Unter Einfluss der Schließfeder ist dadurch ein sicherer, fluiddichter Verschluss der Aufnahmeöffnung bei entfernter Sensoreinrich tung gewährleistet. Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Schließfeder der Schließein richtung durch eine Druckfeder gebildet, die sich mit ihrem einen Ende an dem Aufnahmegehäuse und/oder den Anlageteilen abstützt und mit ihrem anderen Ende an einem Gegenhalteteil angreift, das einstückiger Bestandteil der Schließeinrichtung ist oder mit der Schließeinrichtung verbindbar ist.

Hinsichtlich der Bauweise der Schließeinrichtung kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass der Ventilteller und das Gegenhalteteil über ein stegartiges Verbindungsstück definiert auf einem vorgebbaren Abstand zueinander gehalten sind, das insbesondere in Richtung auf das Gegenhal teteil Fluiddurchgänge freilässt, die mit einem weiteren Fluiddurchgang des Gegenhalteteils eine fluidführende Verbindung über die mittels der Schließ einrichtung freigegebene Aufnahmeöffnung zum Sensor der Sensoreinrich tung ermöglichen. Entlang des Verbindungsstücks steht dadurch ein Einbau raum für die Druckfeder zur Verfügung, während gleichzeitig über die am Verbindungsstück und am Gegenhalteteil gebildeten Fluiddurchgänge die fluidführende Verbindung zum Sensor gebildet ist.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das Gegenhalteteil ein mit dem Verbindungsstück des Ventiltellers verbindbares Schalenteil, das, zur Aufnahmeöffnung offen, eine Aufnahme für den zugewandten Bereich der Druckfeder bildet, sowie vom Schalenteil in Richtung auf die Sensorein richtung vorspringende Fußteile auf, zwischen denen zwischen den vom Schalenteil zur Sensoreinrichtung führende Fluiddurchgänge gebildet sind.

Für die Abstützung des äußeren Endes der Druckfeder kann am äußeren Ende des Aufnahmegehäuses ein ringförmiges Anlageteil angebracht sein, das die Aufnahmeöffnung begrenzt und die Dichtfläche für die dichtende Anlage des Dichtringes am Ventilteller der Schließeinrichtung bildet. Bei Ausbildung des Gegenhalteteils mit einem als gesondertes Bauteil her stellbaren Schalenteil kann für dessen Verbindung mit dem Verbindungs stück des Ventiltellers eine Schnappverbindung vorgesehen sein, die einen einfachen Montagevorgang durch Verclipsen mit dem Verbindungsstück ermöglicht. Anstelle der Schnappverbindung kann auch ein üblicher Bajo nettverschluss treten.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen gegenüber einer praktischen Ausführungsform etwa um den Faktor 6 vergrößert gezeichneten Längsschnitt eines Aus führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Betriebszustand der Funktionsstellung entspricht, bei der die Sensoreinrichtung in eine nur teilweise angedeutete

Trennwand eingebracht ist;

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt, wobei der Be triebszustand bei der Außer-Funktionsstellung dargestellt ist;

Fig. 3 eine stärker vergrößert dargestellte perspektivische Schrägan- sicht des einen Schließteller und ein Gegenhalteteil bildenden Bauteils des Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt eines zweiten

Ausführungsbeispiels, wobei der Betriebszustand bei der Funktionsstellung gezeigt ist, und Fig. 5 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt des zweiten

Ausführungsbeispiels, wobei der Betriebszustand der Außer- Funktionsstellung dargestellt ist.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Sensorvorrichtung im Betriebs zustand der Funktionsstellung, wobei die Sensoreinrichtung 1 in die zuge hörige Schließeinrichtung 3 eingebracht ist. Dabei ist das metallische Sen sorgehäuse 5 der Sensoreinrichtung 1 mit einem Einschraubteil 7, das zur Längsachse 9 der Vorrichtung koaxial ist, in den Gewindeabschnitt einer zentralen Bohrung 1 1 in einem Aufnahmegehäuse 1 3 der Sensoreinrichtung 1 eingeschraubt. Ein Dichtring 16, der sich an einer Stufe am Ende des Ein schraubteils 7 befindet, bildet hierbei die Abdichtung zwischen Sensorge häuse 5 und Aufnahmegehäuse 1 3 der Schließeinrichtung 3. Das Aufnah megehäuse 1 3 der Schließeinrichtung 3 ist, wie lediglich in Fig. 1 angedeu tet ist, in eine Gewindebohrung 15 in einer Trennwand 1 7 eingeschraubt, an deren Innenseite 1 9 sich das auf Verunreinigungen zu überwachende Fluid befindet, wobei beispielsweise die Trennwand 1 7 ein Leitungssystem oder ein vom Fluid durchströmtes Gehäuse begrenzt. Das eingeschraubte Aufnahmegehäuse 1 3 ist gegenüber der Außenseite 21 der Trennwand 1 7 mittels eines Dichtringes 23 abgedichtet.

Der Sensor 25 der Sensoreinrichtung 3 weist innerhalb des Sensorgehäuses 5 einen zur Längsachse 9 koaxialen, metallischen Magnetträger 27 auf, der eine erste Elektrode des Sensors 25 bildet und in dessen am Ende des Ein schraubteils 7 freiliegender Stirnseite ein in einer Aufnahme 29 des Magnet träger 27 aufgenommener Permanentmagnet 31 sitzt. Das Sensorgehäuse 5 weist einen inneren Durchgang auf, der, vom freien Ende des Einschraub teils 7 ausgehend, einen ersten, zur Achse 9 koaxialen Abschnitt 33 und einen sich daran anschließenden zweiten Abschnitt 35 aufweist, der sich bis zum offenen Ende 37 des Sensorgehäuses 5 erstreckt. In diesem Durch gang befindet sich ein Isolierkörper 39 in Form eines spritzgegossenen Kunststoffteils, beispielsweise aus PA6, mit dem der eine erste Sensor- Elektrode bildende Magnetträger 27, sowie ein nichtmagnetischer Metallzy linder 41 umspritzt sind, der eine zweite Sensor-Elektrode bildet.

Dieser Metallzylinder 41 ist in das Kunststoffmaterial des Isolierkörpers 39, zur Achse 9 koaxial, derart eingebettet, dass er an der freien Stirnseite des Einschraubteils 7 freiliegt und das ebenfalls freiliegende Ende des die erste Elektrode bildenden Magnetträgers 27 in geringem radialen Abstand um ringt. Das von der den Permanentmagneten 31 aufweisenden Stirnseite ent gegengesetzte untere Ende 43 des vom Sensorgehäuse 5 isolierten Magnet trägers 27 ist mittels einer nicht dargestellten Kontaktfeder mit einer elektri schen Potentialquelle verbunden, beispielsweise dem Pluspol einer Span nungsquelle. An das zu der oberen Stirnseite entgegengesetzte untere Ende des die zweite Elektrode bildenden Metallzylinders 41 schließt sich eine Bohrung 45 an, die als Durchgang für die Kunststoffmasse dient. Ein metal lischer Haltering 47 bildet zusammen mit Dichtringen 49 und 51 den dich ten Verschluss am unteren Abschnitt 35 des Durchgangs des Sensorgehäu ses 5, wobei die Dichtringe 49 und 51 sowie der Ringkörper 47 durch ei nen Haltekörper 53 aus isolierendem Werkstoff, beispielsweise einem duroplastischen Kunststoff, festgelegt sind. Wie es auch beim die erste Elektrode bildenden Magnetträger 27 der Fall ist, ist auch der Ringkörper 47 über eine nicht gezeigte Kontaktfedereinrichtung mit einem Pol einer Span nungsquelle verbunden, beispielsweise mit dem Minuspol, wie es in Fig. 1 symbolisch angedeutet ist.

Die Bohrung 1 1 im Aufnahmegehäuse 1 3 der Schließeinrichtung 3 bildet mit ihrem zur Innenseite 19 der Trennwand 1 7 offenen Ende die Aufnah meöffnung 55 für den Eintritt des zu überwachenden Fluids. Im an die Auf nahmeöffnung 55 angrenzenden Endbereich ist die Bohrung 1 1 nach innen eingezogen, so dass ein den Öffnungsdurchmesser verkleinernder Endrand gebildet ist, der mit einer radial nach innen vorspringenden Schulterfläche 57 eine Anlagefläche für ein Ende einer Druckfeder 59 bildet. Diese stützt sich mit ihrem anderen Ende an einem Gegenhalteteil 61 ab, das sich an einem Schließkörper 63 der Schließeinrichtung 3 befindet, der in Fig. 3 ge sondert und vergrößert dargestellt ist und der zur Bildung eines Rück schlagventils in der Bohrung 1 1 des Aufnahmegehäuses 1 3 axial bewegbar angeordnet ist. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist der Schließkörper 63 durch die Druckfeder 59 mit seinem Gegenhalteteil 61 in Anlage an der Stirnflä che am Ende des Einschraubteils 7 des Sensorgehäuses 5 gehalten. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Betriebszustand der Vorrichtung, bei dem das Sensorge häuse 5 in das Aufnahmegehäuse 1 3 voll eingeschraubt ist, ist der Schließ körper 63 gegen die wirkende Federkraft in eine Öffnungsstellung bewegt, bei der ein Ventilteller 65 des Schließkörpers 63 von der Aufnahmeöffnung 55 abgehoben ist.

Die Fig. 2 zeigt einen Betriebszustand, bei dem für die Entnahme des Sen sorgehäuses 5 dieses bereits teilweise aus dem Aufnahmegehäuse 1 3 her ausgeschraubt ist. Der Schließkörper 63 hat sich dadurch unter Wirkung der Druckfeder 59 mitbewegt, bis der Ventilteller 65 mit seinem am Außenum fang befindlichen Dichtring 67 in der Schließstellung des Ventils in dich tende Anlage mit dem Rand der Aufnahmeöffnung 55 kommt. Wie am deutlichsten die Fig. 3 zeigt, weist der Ventilteller 65 unterhalb seiner leicht konvex gewölbten Oberseite 69 außenumfangsseitig eine Ringnut 71 als Sitz des Dichtringes 67 auf, der in Fig. 3 weggelassen ist. Von der Untersei te des Ventiltellers 65 erstreckt sich ein Verbindungsstück 73 als säulenarti ger Träger des Ventiltellers 65, wobei an das vom Ventilteller 65 entfernte Ende des Verbindungsstücks 73 Stege 75 angeformt sind, die wiederum den Träger für das Gegenhalteteil 61 bilden. Letzteres hat die Form eines Kreis ringes, dessen Außendurchmesser etwas geringer ist als der Innendurch messer der Bohrung 1 1 des Aufnahmegehäuses 1 3, so dass eine Führung für die Verschiebebewegung des Schließkörpers 63 gebildet ist. Die Freiräume um das Verbindungsstück 73 und die Stege 75 bilden bei geöffneter Schließeinrichtung 3 die Fluiddurchgänge, die über die Aufnahmeöffnung 55 zum Sensor 25 führen.

Die Fig. 1 zeigt den Betriebszustand der Funktionsstellung mit geöffneter Schließeinrichtung 3. Im Laufe des Betriebs der Vorrichtung führt das vom Permanentmagneten 31 am Sensor 25 erzeugte Magnetfeld bei Vorhanden sein von ferromagnetischen Verschmutzungspartikeln des über die Auf nahmeöffnung 55 eintretenden Fluids zu einer Partikelansammlung an der Sensorstirnseite, wie es in den Figuren angedeutet und mit 26 bezeichnet ist. Durch diese Ansammlung kommt es, je nach mehr oder weniger gro ßem Ausmaß der Ansammlung 26 und damit zusammenhängender Höhe des Verschmutzungsgrades des Fluids, zu einer elektrischen Verbindung zwischen dem Magnetträger 27 als erster Elektrode und dem umringenden Metallzylinder 41 als zweiter Elektrode, wobei die Abnahme des elektri schen Widerstands zwischen diesen Elektroden vom Ausmaß des Vorhan denseins metallischer Partikel abhängig ist. Wenn ein einen gegebenen Schwellenwert übersteigender Verschmutzungsgrad erkannt ist und ent sprechende Maßnahmen zu treffen sind, wobei die Partikelansammlung 26 vom Sensor 25 zu entfernen ist, wird die Vorrichtung durch Herausschrau ben des Sensorgehäuses 5 aus dem Aufnahmegehäuse 1 3 in die Außer- Funktionsstellung gebracht. Fig. 2 zeigt den Beginn des Herausschraubens, wobei der Schließkörper 73 unter Einfluss der Druckfeder 59 der Axialbe wegung des Sensorgehäuses 5 folgt und der Ventilteller 65 in die die Auf nahmeöffnung 55 schließende Sperrsteilung gelangt, s. Fig. 2, so dass War- tungs- oder Austauschmaßnahmen, wie das Entfernen der Ansammlung 26, ohne Fluidaustritt erfolgen können.

Das in Fig. 4 und 5 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel hauptsächlich durch eine abgewandel te Bauweise der Schließeinrichtung 3, während das Sensorgehäuse 5 mit seinen zugehörigen Bauelementen unverändert dem ersten Beispiel ent- spricht. Anders als beim ersten Ausführungsbeispiel, wo der Schließkörper 63 als einteiliges spritzgeformtes Bauteil aus einem Kunststoffwerkstoff, wie PA6, beispielsweise mit Glasfaserverstärkung, oder aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist, ist der Schließkörper 63 beim zweiten Ausführungs beispiel aus solchen Werkstoffen zweiteilig ausgebildet. Anstelle des beim ersten Ausführungsbeispiel an den Stegen 75 des Verbindungsstücks 73 unmittelbar angeformten Gegenhalteteils 61 ist beim zweiten Ausführungs beispiel das Gegenhalteteil durch ein Schalenteil 77 gebildet, das mittels einer Schnappverbindung an dem Verbindungsstück 73 des Schließkörpers 63 angebracht ist, das sich in Form eines zylindrischen Zapfens vom Ventil teller 65 weg erstreckt. Das Schalenteil 77 hat die Form einer in Richtung auf den Ventilteller 65 offenen runden Schale, die mit ihrer Seitenwand 79 in der Bohrung 1 1 des Aufnahmegehäuses 1 3 axial beweglich geführt ist. Vom Zentralbereich des Schalenbodens erstreckt sich ein Hülsenteil 81 weg, das den unteren Längenabschnitt des Verbindungsstücks 73 umgibt und mit nach innen vorspringenden Noppen 83, die mit Kerben im Verbin dungsstück 73 verclipsbar sind, die Schnappverbindung bilden. Neben Durchgängen 85 im Boden des Schalenteils 77 erstrecken sich Fußteile 87 nach unten, die unter der Wirkung der Druckfeder 59, die sich auf dem Boden des Schalenteils 77 als dem Gegenhalteteil abstützt, in Anlage an der Stirnfläche des Sensors 25 am Ende des Einschraubteils 7 des Sensorgehäu ses 5 gehalten sind. Anders als beim ersten Ausführungsbeispiel, wo das Anlageteil für das obere Ende der Druckfeder 59 durch eine Schulterfläche 57 am Aufnahmegehäuse 1 3 gebildet ist, ist beim vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel ein gesondertes Anlageteil in Form eines Kreisringes 89 vorgesehen, der die Aufnahmeöffnung 55 begrenzt und an dem freien Endrand 91 des Aufnahmegehäuses 1 3 durch Verstemmen festgelegt ist.

Der Kreisring 89 bildet die Dichtfläche, die bei der Schließstellung des ge bildeten Rückschlagventils mit dem Dichtring 67 am Ventilteller 65 zu sammenwirkt. Die Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Wie beim ersten Beispiel, wo der Fluid weg von der geöffneten Aufnahmeöffnung 55 zur Stirnseite des Sensors 25 über die zwischen den Stegen 75 am Verbindungsstück 73 des Schließkör- pers 63 gebildeten Freiräume erfolgt, ist auch beim zweiten Ausführungs beispiel ein Fluidweg aus der Innenseite des Schalenteils 77 über die im Schalenboden gebildeten Durchgänge 85 zwischen den Fußteilen 87 gebil det. Für den Einsatz bei Fluiden mit einem entsprechenden Druckniveau, beispielsweise im Bereich von 10 bis 30 bar, vorzugsweise von 1 6 bar, ist das aus den miteinander verschraubten Gehäuseteilen, Sensorgehäuse 5 und Aufnahmegehäuse 1 3, gebildete Gesamtgehäuse druckfest und mittels der Dichtelemente 1 6, 23, 49 und 51 druckdicht ausbildbar, wobei als Ge häusewerkstoff Edelstahl oder verzinkter Stahl vorteilhaft in Frage kommen.