DE19543372C5 - Winkelmeßeinrichtung - Google Patents
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Abstract
Winkelmeßeinrichtung mit einem elektrisch leitenden Gehäuse (10), das an einem axialen Ende des Gehäuses stirnseitig eine mit einem Deckel (23) verschließbare Öffnung (22) aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses (10) eine Steckverbindung (8) zum elektrischen Anschluß eines Kabels (9) vorgesehen ist, die von der verschließbaren Öffnung (22) her zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kabel (9) eine elektrisch leitende Hülse (18) aufweist, welche mit dem Schirm des Kabels (9) elektrisch verbunden ist – innerhalb der Öffnung (22) innerhalb des Gehäuses eine Vorrichtung (15) zur Zugentlastung dieses Kabels (9) angeordnet ist, welche integrales Bestandteil des Gehäuses ist, und – in diese Vorrichtung (15) zur Zugentlastung die Hülse (18) von der verschließbaren Öffnung des Gehäuses (10) her unter Bildung eines Formschlusses (16, 17) einlegbar ist wodurch die Vorrichtung (15) zur Zugentlastung und die Hülse (18) formschlüssig ineinandergreifen so dass unabhängig von der Stellung...
Description
- Die Erfindung betrifft eine Winkelmeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Stand der Technik
- Derartige Winkelmeßeinrichtungen dienen zur Messung von Drehbewegungen einer Welle über eine oder mehrere Umdrehungen. Die Drehbewegung wird dabei inkremental oder absolut erfaßt, der ausgegebene Meßwert ist abhängig davon eine Folge von Zählimpulsen, ein Zählerwert oder ein Codewert. In Verbindung mit Zahnstangen oder Gewindespindeln lassen sich mit derartigen Winkelmeßeinrichtungen auch lineare Bewegungen messen.
- Über Anschlußkabel werden der Winkelmeßeinrichtung eine Betriebsspannung zugeführt und die Meßsignale abgenommen und an eine Folgeelektronik weitergeleitet. Hierzu sind bei bekannten Winkelmeßeinrichtungen am Gehäuse axial oder radial nach außen weisende Stecker vorgesehen. Derartige am Gehäuse fest montierte Stecker erhöhen die Baugröße der Winkelmeßeinrichtung erheblich. Aus diesem Grund wurde gemäß der
DE-84 18 488-U1 versucht, den Stecker als zylindrisches Gehäuseteil auszubilden. Nachteilig dabei ist, daß das daran anzuschließende Kabel nur radial angeschlossen werden kann. Die Handhabung wird erschwert, wenn die zu montierende Winkelmeßeinrichtung am Einbauort radial nicht zugänglich ist. - Aus der
DE-43 04 032-A1 – von der diese Erfindung ausgeht – ist eine Winkelmeßeinrichtung bekannt, bei der die Steckverbindung innerhalb des Gehäuses der Meßeinrichtung angeordnet ist. Um diese Steckverbindung zugänglich zu machen, ist am Gehäuse eine segmentförmige Aussparung vorgesehen, die durch eine schwenkbare Haube abdeckbar ist. Die Haube bildet in der Abdeckstellung eine mechanische Zugentlastung für das von der Steckverbindung nach außen führende Anschlußkabel. - Ein Nachteil dieser Winkelmeßeinrichtung besteht darin, daß die Zugentlastung ausschließlich im geschlossenen Zustand der Haube wirksam ist, und daß die Zugentlastung durch die Verriegelung der Haube gebildet wird. Dadurch besteht die Gefahr, daß bei auftretender Zugkraft am Anschlußkabel sich die Haube öffnet. Ein weiterer Nachteil dieser Winkelmeßeinrichtung ist, daß das Anschlußkabel direkt am Außenumfang des Gehäuses geklemmt ist und dadurch die Richtung des wegführenden Anschlußkabels fest vorgegeben ist. Diese Richtung kann nur dadurch geändert werden, indem das Anschlußkabel außerhalb des Gehäuses gebogen wird, wozu ein freier Raum zur Verfügung stehen muß.
- Aufgabenstellung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Winkelmeßeinrichtung zu schaffen, die kompakt aufgebaut und flexibel einsetzbar ist.
- Diese Aufgabe wird von einer Winkelmeßeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen entnimmt man den abhängigen Ansprüchen.
- Die Vorteile der erfindungsgemäß ausgebildeten Winkelmeßeinrichtung bestehen darin, daß die Meßeinrichtung einfach aufgebaut ist und ein einfacher und flexibler Einbau gewährleistet ist, indem die Richtung des Kabelausgangs beliebig gewählt werden kann, ohne daß der Einbauraum größer als die Außenkontur der Meßeinrichtung selbst sein muß. Ein weiterer Vorteil ist, daß das Anschlußkabel vom Hersteller oder vom Anwender der Meßeinrichtung einfach montiert oder ausgewechselt werden kann, und daß die Zugentlastung unabhängig von einer verschließbaren Haube wirksam ist. Weiterhin bildet das Gehäuse der Winkelmeßeinrichtung eine Abschirmung gegenüber äußere elektromagnetische Felder.
- Ausführungsbeispiel
- Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.
- Es zeigt
-
1 eine Winkelmeßeinrichtung im Querschnitt längs der Wellenachse und -
2 eine Draufsicht auf diese Winkelmeßeinrichtung. - Die in den Figuren dargestellte Winkelmeßeinrichtung weist eine Welle
1 zum Anschluß an einen zu messenden Körper auf. Die Verbindung zwischen der Welle1 und dem zu messenden Körper wird beispielsweise mit einem durch die Welle1 ragenden Verbindungselement in Form einer Schraube2 realisiert. - Die Winkelmeßeinrichtung selbst wird über einen Grundkörper
3 an einem weiteren Körper befestigt. Der zu messende Körper ist beispielsweise eine Motorwelle und der weitere Körper das stationäre Motorgehäuse. - In bekannter Weise ist die Welle
1 im Grundkörper3 drehbar gelagert, wobei an der Welle1 eine Codescheibe4 befestigt ist und/oder die Welle1 über ein Getriebe eine oder mehrere Codescheiben antreibt. Die Codescheibe4 wird im gezeigten Beispiel lichtelektrisch von einer Abtasteinrichtung5 abgetastet. Da die Codescheibe4 im Durchlichtverfahren abgetastet wird, ist hierzu eine Lichtquelle5.1 im Grundkörper3 auf einer Seite der Codescheibe4 und ein Detektor5.2 auf der anderen Seite der Codescheibe4 angeordnet. Der Detektor5.2 befindet sich auf einer Leiterplatte6 und zwar auf der Seite, die der Codescheibe4 zugewandt ist. Auf der anderen Seite der Leiterplatte6 sind elektrische Bauelemente7 zur Signalformung – beispielsweise Verstärkung und Digitalisierung – der vom Detektor5.2 gelieferten Abtastsignale angeordnet. Auf der Leiterplatte6 befindet sich weiterhin ein Teil8.1 einer Steckverbindung8 . Das korrespondierende Teil8.2 dieser Steckverbindung8 ist an einem nach außen führenden Anschlußkabel9 befestigt. - Zum Schutz der Winkelmeßeinrichtung ist ein topfförmiges Gehäuse
10 vorgesehen, welches über den Umfang klemmend am Grundkörper3 befestigt ist. Im dargestellten Beispiel ist diese Verbindung eine Ringschnappverbindung, bei der im Grundkörper3 eine Nut11 und am Gehäuse10 ein korrespondierender Vorsprung12 vorgesehen ist. - Mit dem Gehäuse
10 wird die Leiterplatte6 axial an eine Fläche13 des Grundkörpers3 gedrückt. Hierzu weist das Gehäuse10 einen ringförmigen Absatz14 auf. - Das Gehäuse
10 weist in seinem Innenraum eine Vorrichtung15 zur Zugentlastung des Anschlußkabels9 auf. Diese Vorrichtung15 ist integraler Bestandteil des Gehäuses10 und besteht aus einer Ringnut16 , in die ein Vorsprung17 eines mit dem Anschlußkabel9 fest verbundenen Teiles18 eingreift, wodurch ein Formschluß zwischen dem Gehäuse10 und dem Anschlußkabel9 bzw. dem Teil18 entsteht. Eine am Anschlußkabel9 außerhalb der Winkelmeßeinrichtung angreifende Zugkraft wird dadurch nicht auf die Steckverbindung8 übertragen. - Das am Anschlußkabel
9 befestigte Teil18 ist vorzugsweise eine Crimphülse, die eine Verdickung aufweist. Diese Crimphülse18 ist elektrisch leitend und ist zur sicheren und einfachen Befestigung in einer Passung19 des Gehäuses10 geklemmt. Diese Passung19 ist an die Form der Hülse18 angepaßt und umgreift diese nach dem Einschnappen teilweise. Die Crimphülse18 stellt somit eine elektrische Verbindung zwischen dem Schirm des Anschlußkabels9 und dem Gehäuse10 her. Das Gehäuse10 ist beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Kunststoff oder aus einem elektrisch leitend beschichteten Kunststoff hergestellt – insbesondere ein Spritzgußteil. Die Passung19 und die Ringnut16 sind derart im Gehäuse10 angeordnet, daß das Anschlußkabel9 im Passungsbereich senkrecht zur Längsaches X der Winkelmeßrichtung verläuft. - Zur vollständigen Abschirmung der Bauelemente
7 vor elektromagnetischen Feldern weist das Gehäuse10 eine Hülse20 auf. Diese Hülse20 ist so ausgebildet, daß sie mit einer elektrisch leitenden Fläche21 der Leiterplatte6 elektrischen Kontakt hat. Die Leiterplatte6 weist beispielsweise einen leitenden Ring21 auf. Die Hülse20 schützt auch die Leiterplatte und die Bauelemente7 vor mechanischer Beschädigung. - Zum einfachen Anschluß und Auswechseln des Anschlußkabels
9 ist an einem axialen Ende des Gehäuses10 eine verschließbare öffnung22 vorgesehen. Diese Öffnung22 ist mit einem aufklappbaren Deckel23 verschließbar. Der Deckel23 ist im Beispiel integraler Bestandteile des Gehäuses10 und über ein Filmscharnier24 auf- und zuklappbar. Im zugeklappten Zustand wird der Deckel23 von einem Verriegelungshaken25 des Gehäuses10 gehalten, so daß die Winkelmeßeinrichtung allseitig zumindest staubdicht verschlossen und gegen elektromagnetische Felder abgeschirmt ist. In der aufgeklappten Stellung des Deckels23 – in1 gestrichelt dargestellt – kann der Hersteller der Winkelmeßeinrichtung sowie der Anwender das Anschlußkabel9 an das Teil8.1 der Steckverbindung anschließen und das Anschlußkabel9 in die Vorrichtung15 zur Zugentlastung einlegen. Das Gehäuse10 ist so ausgebildet, daß ausschließlich das Steckverbindungsteil8.1 über eine Gehäuseöffnung26 bei geöffnetem Deckel23 von außen zugänglich ist. Die weiteren Bauelemente7 auf der Leiterplatte6 sowie die Leiterplatte6 selbst sind auch im geöffneten Zustand des Deckels23 vom Gehäuse10 abgedeckt. - Um eine einfache Montage der Welle
1 der Winkelmeßeinrichtung an eine zu messende Welle zu. gewährleisten, ist die Schraube2 ebenfalls bei geöffnetem Deckel23 zugänglich. Die Hülse20 verhindert eine Beschädigung der Leiterplatte6 und der Bauelemente7 , wenn der Anwender die Schraube2 mit einem Werkzeug von der Öffnung22 her betätigt. - Die Vorrichtung
15 zur Zugentlastung ist innerhalb des Gehäuses10 mit Abstand zur Außenkontur des Grundkörpers3 und Gehäuses10 angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß das. Anschlußkabel9 innerhalb eines Bereiches der Winkelmeßeinrichtung selbst von der Vorrichtung15 bis zur Außenkontur beliebig gebogen werden kann. Dadurch kann ein beliebig radialer oder auch axialer Kabelausgang gewählt werden. - Zusammenfassend hat die Winkelmeßeinrichtung folgende Vorteile:
- – flexibler Kabelausgang bei kleiner Baugröße;
- – kostengünstige Herstellung, da einstückiges Gehäuse
10 mit Deckel23 ; - – vollständiger Berührungsschutz der Leiterplatte
6 auch während des Kabelanschlusses; - – sichere Zugentlastung
15 und gute elektrische Verbindung des Anschlußkabels9 mit dem Gehäuse10 ; - – kein Spezialwerkzeug zum Öffnen und Schließen des Deckels
23 ertorderlich; - – Zusatzfunktionen wie zum Beispiel Klemmung der Leiterplatte
6 in Gehäuse10 integriert; - – sichere Zugentlastung unabhängig von der Stellung des Deckels
23 gewährleistet.
Claims (6)
- Winkelmeßeinrichtung mit einem elektrisch leitenden Gehäuse (
10 ), das an einem axialen Ende des Gehäuses stirnseitig eine mit einem Deckel (23 ) verschließbare Öffnung (22 ) aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses (10 ) eine Steckverbindung (8 ) zum elektrischen Anschluß eines Kabels (9 ) vorgesehen ist, die von der verschließbaren Öffnung (22 ) her zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kabel (9 ) eine elektrisch leitende Hülse (18 ) aufweist, welche mit dem Schirm des Kabels (9 ) elektrisch verbunden ist – innerhalb der Öffnung (22 ) innerhalb des Gehäuses eine Vorrichtung (15 ) zur Zugentlastung dieses Kabels (9 ) angeordnet ist, welche integrales Bestandteil des Gehäuses ist, und – in diese Vorrichtung (15 ) zur Zugentlastung die Hülse (18 ) von der verschließbaren Öffnung des Gehäuses (10 ) her unter Bildung eines Formschlusses (16 ,17 ) einlegbar ist wodurch die Vorrichtung (15 ) zur Zugentlastung und die Hülse (18 ) formschlüssig ineinandergreifen so dass unabhängig von der Stellung des Deckels (23 ) eine am Kabel (9 ) auftretende Zugkraft auf das Gehäuse (10 ) und nicht auf die Steckverbindung (8 ) übertragen wird. - Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (
16 ,17 ) des Formschlusses von der Außenkontur der Winkelmeßeinrichtung beabstandet angeordnet ist. - Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (
16 ,17 ) des Formschlusses von der Außenkontur der Winkelmeßeinrichtung um mindestens den minimal zulässigen Biegeradius des Anschlußkabels (9 ) beabstandet ist. - Winkelmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußkabel (
9 ) in der Vorrichtung (15 ) zur Zugentlastung senkrecht zur Längsachse (X) der Winkelmeßeinrichtung verlaufend angeordnet ist. - Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (
18 ) zusätzlich in einer Passung (19 ) des Gehäuses (10 ) klemmend fixiert ist. - Winkelmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die verschließbare Öffnung (
22 ) ein Verbindungselement (2 ) in Form einer Schraube der Winkelmeßeinrichtung zugänglich und betätigbar ist, wobei mit dem Verbindungselement (2 ) eine Welle (1 ) der Winkelmeßeinrichtung, an der eine Codescheibe (4 ) befestigt ist, mit einem zu messenden Körper verbindbar ist.
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