DE19549795C5 - Winkelmesseinrichtung - Google Patents
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Abstract
Winkelmesseinrichtung a) mit einem elektrisch leitenden Gehäuse (10), das eine mit einem Deckel (23) verschließbare Öffnung (22) aufweist, b) wobei innerhalb des Gehäuses (10) eine Steckverbindung (8) zum elektrischen Anschluss eines Kabels (9) vorgesehen ist, c) die Steckverbindung (8) von der verschließbaren Öffnung (22) her zugänglich ist, und d) wobei das Kabel (9) eine elektrisch leitende Hülse (18) aufweist, welche mit dem Schirm des Kabels (9) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass e) das Gehäuse (10) innerhalb der Öffnung eine an die Form der Hülse (18) angepasste im Gehäuse (10) angeordnete Passung (19) aufweist, in welcher die Hülse (18) geklemmt ist f) und dabei das Kabel (9) im Passungsbereich senkrecht zur Längsachse X der Winkelmesseinrichtung verläuft; g) eine Leiterplatte (6) mit elektrischen Bauelementen (7) innerhalb eines Raumes angeordnet ist, der von dem Gehäuse (10) umgeben wird, und sich auf der Leiterplatte...
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. Die Schirmanbindung ist durch die Auflage einer den Schirm des Kabels kontaktierenden Hülse an einer Einbuchtung am Außenumfang des Gehäuses realisiert. - Aufgabenstellung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Winkelmesseinrichtung zu schaffen, die kompakt aufgebaut und flexibel einsetzbar ist, eine sichere Schirmanbindung ermöglicht und einfach montierbar ist.
- Diese Aufgabe wird von einer Winkelmesseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
- Die Vorteile der erfindungsgemäß ausgebildeten Winkelmesseinrichtung bestehen darin, dass die Messeinrichtung einfach aufgebaut ist und ein einfacher und flexibler Einbau gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Anschlusskabel vom Hersteller oder vom Anwender der Messeinrichtung einfach montiert oder ausgewechselt werden kann.
- 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 Detekor5.2 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 die 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 Längsachse X der Winkelmesseinrichtung 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 Leiterplatte6 und die Bauelemente7 vor mechanischer Beschädigung. - Zum einfach 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 möglich;
- – kostengünstige Herstellung;
- – Berührungsschutz der Leiterplatte
6 auch während des Kabelanschlusses; - – sichre Zugentlastung
15 und gute elektrische Verbindung des Anschlusskabels9 mit dem Gehäuse10 ; - – sichere Zugentlastung unabhängig von der Stellung des Deckels
23 gewährleistet. - Folgende Merkmale stellen eine unzulässige Änderung des Anspruches 1 dar:
- – ”innerhalb der Öffnung”, in Merkmalsgruppe e) sowie die Merkmalsgruppe i):
- – ”wobei das Gehäuse (
10 ) Abdeckbereiche aufweist, welche diese elektrischen Bauelemente (7 ) auch bei geöffnetem Deckel (23 ) öffnungsseitig abdecken, wobei in diese öffnungsseitigen Abdeckbereiche die Passung (19 ) integriert ist”.
Claims (5)
- Winkelmesseinrichtung a) mit einem elektrisch leitenden Gehäuse (
10 ), das eine mit einem Deckel (23 ) verschließbare Öffnung (22 ) aufweist, b) wobei innerhalb des Gehäuses (10 ) eine Steckverbindung (8 ) zum elektrischen Anschluss eines Kabels (9 ) vorgesehen ist, c) die Steckverbindung (8 ) von der verschließbaren Öffnung (22 ) her zugänglich ist, und d) wobei das Kabel (9 ) eine elektrisch leitende Hülse (18 ) aufweist, welche mit dem Schirm des Kabels (9 ) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass e) das Gehäuse (10 ) innerhalb der Öffnung eine an die Form der Hülse (18 ) angepasste im Gehäuse (10 ) angeordnete Passung (19 ) aufweist, in welcher die Hülse (18 ) geklemmt ist f) und dabei das Kabel (9 ) im Passungsbereich senkrecht zur Längsachse X der Winkelmesseinrichtung verläuft; g) eine Leiterplatte (6 ) mit elektrischen Bauelementen (7 ) innerhalb eines Raumes angeordnet ist, der von dem Gehäuse (10 ) umgeben wird, und sich auf der Leiterplatte (6 ) weiterhin ein Teil (8.1 ) der Steckverbindung (8 ) befindet, mit dem ein an dem Kabel (9 ) befestigtes Teil (8.2 ) der Steckverbindung (8 ) korrespondiert, h) wobei das Gehäuse (10 ) so ausgebildet ist, dass ausschließlich das eine Teil (8.1 ) der Steckverbindung (8 ) bei geöffnetem Deckel (23 ) des Gehäuses (10 ) über eine weitere Gehäuseöffnung (26 ) von außen zugänglich ist, während die weiteren elektrischen Bauelemente (7 ) auf der Leiterplatte (6 ) sowie die Leiterplatte (6 ) selbst auch im geöffneten Zustand des Deckels (23 ) vom Gehäuse (10 ) abgedeckt sind, und wobei bei geöffnetem Deckel (23 ) des Gehäuses (10 ) ein Verbindungselement in Form einer Schraube (2 ) zugänglich und betätigbar ist, das durch die Welle (1 ) ragt und mit dem eine Verbindung zwischen der Welle (1 ) und einem zu messenden Körper zu realisieren ist, und wobei das Gehäuse (10 ) eine Hülse (20 ) aufweist, die die Leiterplatte (6 ) und die elektrischen Bauelemente (7 ) vor mechanischer Beschädigung schützt, wenn die Schraube (2 ) mit einem Werkzeug von der verschließbaren Öffnung (22 ) her betätigt wird, i) wobei das Gehäuse (10 ) Abdeckbereiche aufweist, welche diese elektrischen Bauelemente (7 ) auch bei geöffnetem Deckel (23 ) öffnungsseitig abdecken, wobei in diese öffnungsseitigen Abdeckbereiche die Passung (19 ) integriert ist. - Winkelmesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Passung (
19 ) mit der Hülse (18 ) derart von der radialen Außenkontur der Winkelmesseinrichtung beabstandet angeordnet ist, dass das Kabel (9 ) von der Passung (19 ) ausgehend noch innerhalb dieser Außenkontur der Winkelmesseinrichtung abgebogen werden kann. - Winkelmesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (
6 ) ein Teil (8.1 ) der Steckverbindung (8 ) angeordnet ist, und dass der Öffnung (22 ) eine in den Abdeckbereichen eingebrachte weitere Öffnung (26 ) nachgeordnet ist, durch die bei geöffnetem Deckel (23 ) das Teil (8.1 ) der Steckverbindung (8 ) zugänglich ist. - Winkelmesseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die verschließbare Öffnung (
22 ) ein Verbindungselement (12 ) der Winkelmesseinrichtung zugänglich und betätigbar ist, wobei mit dem Verbindungselement (2 ) eine eine Codescheibe (4 ) tragende Welle (1 ) der Winkelmesseinrichtung mit einem zu messenden Körper verbindbar ist. - Winkelmesseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine durch die Welle (
1 ) ragende Schraube (2 ) ist.
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