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Anordnung zur Einführung eines Kabels
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in ein Gehäuse Die Erfindung beruht auf einer Anordnung zur Einführung
eines Anschlusskabels in ein Gehäuse eines elektrischen oder elektronischen Gerätes,
z.B. eines Messwertaufnehmers. Solche Messwertaufnehmer (im folgenden einfach Sensoren
genannt) besitzen in der Regel kreiszylindrische Gehäuse, in denen die elektrischen/elektronischen
Bauteile zur Messwertaufnahme, Messwertumwandlung und die Anschlusselemente für
die Anschlussleitung zur Stromversorgung des Sensors und der Signalübermittlung
vom Sensor zum Auswertegerät untergebracht sind.
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Es sind Sensoren bekannt, die mit einem fest verlegten, d.h. nicht
demontierbaren Kabel versehen sind.
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Grössere solcher Sensoren sind in der Regel so ausgestattet, dass
ihr Anschlusskabel entsprechend ihrer Verwendung am Einsatzort angeschlossen wird;
auf einen solchen zuletzt genannten Sensor bezieht sich die Erfindung.
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Der Einsatz solcher Sensoren wird sehr häufig dadurch erschwert, dass
am Einsatzort nur ein beschränkter Platz zur Anordnung des Sensors und dessen Anschluss
zur Verfügung steht, so dass es notwendig ist, das Anschlusskabel je nach Platzbedarf
zu verlegen.
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Es ist ein Stand der Technik bekannt geworden, der diese Schwierigkeiten
insofern zu beheben sucht, als das Gehäuse in einem Winkel von 450 zur Gehäuselängsachse
in zwei (oder mehrere) Gehäuseteile aufgeteilt ist, wobei jenes Gehäuseteil, in
dessen Innern sich Anschlusselemente für das Anschlusskabel befinden, wahlweise
um 1800 umsetzbar ist, um ein Wegführen des Anschlusskabels in axialer oder um 900
abgewinkelter Richtung zur Gehäuselängsachse zu ermöglichen. Dabei sind die Gehäuseteile
mit einer einzigen im Winkel von 450 zur Gehäuselängsachse sich erstreckenden Verbindungsschraube
verbunden.
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Der Nachteil dieses Standes der Technik liegt darin, dass die Wegführung
des Anschlusskabels nur in zwei Richtungen, nämlich axial oder um 900 radial versetzt
möglich ist, was bei den oft sehr engen Platzverhältnissen am Einsatzort der Sensoren
einen Nachteil bedeutet. Ferner muss für jede Änderung der Zuführungsrichtung des
Anschlusskabels immer das Anschlussgehäuse von den übrigen Gehäuse teilen getrennt,
umgesetzt und wieder zusammengefügt werden.
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Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik ist der, dass die feste
Zuordnung der zur Abdichtung des eingeführten Kabels benötigten PG-Verschraubung
an ein bestimmtes Innengewinde des Anschlussgehäuseteiles die Montage nur einer
kleinen Auswahl von verschiedenen PG-Verschraubungen zulässt, wodurch die Verwendung
verschiedener Anschlusskabel auf einen bestimmten Durchmesserbereich dieser Kabel
beschränkt bleibt.
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Demgegenüber hat die Erfindung zur Aufgabe, eine Anordnung zur Einführung
eines Anschlusskabels in ein elektrisches/elektronisches Gehäuse zu schaffen, welche
die Nachteile des bisherigen Standes der Technik beseitigt, die Zuführung des Anschlusskabels
von jeder gewünschten Stellung stufenlos von axial bis radial 900 zur Längsachse
des Sensors ermöglicht, ohne dass dabei die Gehäuseteile voneinander getrennt werden
müssen, ferner die für den Anschluss des Sensors bestimmten Anschlussleitungen nicht
auf einem bestimmten Durchmesserbereich beschränkt bleiben.
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Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen
gekennzeichneten Merkmale gelöst.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus den beigefügten
Zeichnungen und der Beschreibung ersichtlich.
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Es zeigen: Fig. 1 das Gehäuse eines Sensors nach der Erfindung, Fig.
2 einen teilweisen Schnitt durch das Gehäuse nach Fig. 1, Fig. 3 eine vergrösserte
Darstellung von Form und Lage der Dichtflächen nach Fig. 2.
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In Fig. 1 ist unter 1 ein Sensor dargestellt, der -obwohl die Erfindung
nicht auf dieses Anwendungsbeispiel beschränkt ist - zur besseren Erklärung ein
kapazitiver Sensor sein soll. Dieser Sensor besitzt ein kreiszylindrisches Gehäuse,
das aus drei Gehäuseteilen 2, 4, 6 besteht.
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Im Teil 2 sind die zur Messwertaufnahme und Messwertumwandlung benötigten
elektronischen Bauteile untergebracht.
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Der aktive Teil mit der kapazitiven Elektrode sitzt direkt hinter
der Stirnfläche 3t weiter besitzt der Sensor eine Raube 4. Die Haube 4 umschliesst
die Teile, mit denen das nicht dargestellte Anschlusskabel elektrisch mit dem Sensor
1 verbunden wird. Die Haube 4 ist mit einer einzigen, an der Mantel fläche der Haube
4 angeordneten Senkkopfschraube 5 mit dem Gehäuseteil 2 verbunden.
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Weiter besitzt der Sensor eine Einführungsmuffe 6, diese ist zur Einführung
des Anschlusskabels und zur Aufnahme der nicht dargestellten PG-Verschraubung bestimmt.
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Wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, lässt sich die Einführungsmuffe
6 so um ihre Achse verschwenken, dass sie stufenlos jede beliebige Stellung von
axial in Längsrichtung des Sensors 1 bis radial 900 abgewinkelt einnehmen kann.
Somit ist'es möglich, das Anschlusskabel den oft beengten Raumverhältnissen am Einsatzort
des Sensors entsprechend zu verlegen und anzuschliessen.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Gehäuseteile 2 (teilweise), 3
und 5 mit allen Einzelheiten der Erfindung.
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Das Gehäuse 2 umschliesst eine Leiterplatte 17, auf der die nicht
dargestellten elektronischen Bauteile zur Messwertaufnahme und Messwertumwandlung
untergebracht sind.
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Das Gehäuse 2 ist aus einem Kunststoff, vorteilhaft aus Polyamid hergestellt.
Mit dem Gehäuse 2 ist das Anschlussgehäuse 18 verbunden; dies kann durch jede bekannte
Art, wie Kleben, Ultraschallschweissen o.ä. Verbindungstechniken geschehen. Das
Anschlussgehäuse 18 besteht ebenfalls aus Kunststoff, Polycarbonat hat sich als
vorteilhaftes Material erwiesen.
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Zweckmässigerweise wird das Anschlussgehäuse 18 als Spritzteil hergestellt.
Zur Verbindung der Gehäuseteile 2 und 18 besitzt das Gehäuseteil 2 einen Bund 19
und das Anschlussgehäuse 18 eine Ausnehmung 20; dies gestattet, die Gehäuseteile
2 und 18 überlappt zusammenzufügen.
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Das Anschlussteil 18 hat die Form eines schräg abgeschnittenen Zylinders,
wobei die Kappe 21 die Form einer Ellipse einnimmt und sich in einem Winkel von
450 zur Gehäuselängsachse des Sensors 1 erstreckt.
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Die Kappe 21 des Anschlussgehäuses 18 dient zum Verschluss des Sensorinnenraumes,
Etwas abweichend vom Mittelpunkt ihrer elliptischen Fläche ist an der Kappe 21 ein
zylindrischer Zapfen 22 angeformt, der zur Aufnahme der Schraubverbindungen 23 zum
elektrischen Anschluss des Anschlusskabels dient. Der Zapfen 22 erstreckt sich ein
Stück von der elliptischen Fläche der Kappe 21 in Richtung des von der Stirnfläche
3 abgewandten Endes des Sensors. Die Schraubverbindung 23 ist mit einem nicht dargestellten
elektrischen Leiter mit der Leiterplatte elektrisch verbunden.
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Weiter ist am Zapfen 22 eine Buchse 24 angeformt, die eine eingespritzte
Gewindebuchse 25 umschliesst, diese ist vorteilhafterweise aus Messing. Die Buchse
24 erstreckt sich um 900 abgewinkelt zur Längsachse des Sensors 1 bis fast an die
Innenwand der Haube 4.
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Um den elliptischen Umfang der Kappe 21 sind Dicht flächen 26, 27
angeordnet, diese sind vergrössert in Fig. 3 dargestellt.
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Während die Fläche 26 sich axial zur Längsachse des Sensors 1 erstreckt,
bildet die Fläche 27 mit der Fläche 26 einen Winkel von 450. An das Anschlussgehäuse
18 ist dann weiter eine Dichtkante 28 angeformt, welche in der der Buchse 24 abgewandten
Halbellipse die Form eines Steges annimmt und fliessend auf der der Buchse 24 zugewandten
Halbellipse immer mehr abnimmt und in die Form der Dichtfläche 29 übergeht. Die
Kappe 21 ist ausserdem mit einer nicht dargestellten Bohrung versehen, durch welche
nach der Montage der Leiterplatte 17, dem Zusammenfügen der Gehäuseteile 2 und 18
und dem elektrischen Verbinden der Leiterplatte 17 mit der Schraubverbindung 23
der aus den Gehäuseteilen 2 und 18 gebildete Innenraum des Sensors mit einer Vergussmasse
ausgefüllt wird.
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Fluchtend zu den Gehäuseteilen 2 und 18 erstreckt sich in Richtung
des der Stirnfläche 2 abgewandtten Endes des Sensors 1 die Haube 4; diese ist wiederum
aus Kunststoff, vorteilhaft aus Polycarbonat in Form eines Spritzteiles hergestellt.
Die Haube 4 besitzt an ihrer Mantelfläche eine Bohrung 30. Die Bohrung 30 setzt
sich zusammen aus einer dem Sensorinneren zugewandten zylindrischen Hälfte und einer
der Aussenfläche des Sensors zugewandten Senkung. Die Bohrung 30 dient der Aufnahme
der einzigen Befestigungsschraube 5, mit der die Haube 4 dichtend mit dem Anschlussgehäuse
18 verbunden wird.
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Um die dichtende Verbindung zu erzielen, ist die Haube 4 entlang ihrer
dem Anschlussgehäuse 18 zugewandten elliptischen Ringfläche 31 (Fig. 3) mit zwei
Dicht flächen 32 und 33 versehen.
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Beide erstrecken sich als Flächen in einem Winkel von 450 zur Gehäuselängsachse
des Sensors 1 und sind in ihrer Lage zueinander versetzt angeordnet, wobei die innere
elliptische Dichtfläche 32 so angeordnet ist, dass ihre Lage näher an dem Anschlussgehäuse
18 liegt.
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Weiter ist zwischen den Dichtflächen 32 und 33 eine Dichtkante 34
ausgebildetO Zwischen dem Anschlussgehäuse 18 und der Haube 4 ist eine Formdichtung,
vorzugsweise aus Polyurethan angeordnet; diese ist so ausgebildet, dass sie zwischen
den Dichtflächen 26, 27, 28, 29, 32, 33 eine Lage einnimmt, wie sie aus Fig. 3 ersichtlich
ist. Die für den Einsatz des Sensors 1 benötigte Dichtheit wird nun beim Befestigen
der Haube 4 mit der einzigen an der Mantelfläche befindlichen und radial auf die
Gehäuselängsachse des Sensors 1 gerichteten Befestigungsschraube 5 dadurch erreicht,
dass bei Anzug der Schraube 5 die Dichtung 40 mittels der Dichtkante 34 gegen die
Dichtflächen 26, 27, 28 sowie mittels der Dichtflächen 32, 33 gegen die Dichtflächen
27, 29 gedrückt wird, wodurch eine Dichtheit gewährleistet ist, die den rauhen Umweltbedingungen
am Einsatzort entspricht.
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Darüber hinaus bietet die erfinderische Anordnung den Vorteil, dass
die an der Mantelfläche des Sensors 1 angeordnete einzige Verbindungsschraube 5
in jeder möglichen Stellung der Einführungsmuffe 6 leicht zugänglich ist. Gegenüber
dem Stand der Technik erzeugen die elliptischen Formen der Dichtflächen 26, 27,
28, 29 des Anschlussgehäuses 18 sowie 32, 33, 34 der Haube 4 ausserdem den Vorteil,
dass die Lagen der Flächen zueinander in Verbindung mit der Befestigungsschraube
5 eine Montage der Haube 4 an das Anschlussgehäuse 18 nur in einer definierten Lage
zulässt, was bedeutet,
dass auch weniger geschultes Personal Demontage
und Montage der Haube 4 ohne Fehler vornehmen kann. Die eingeklemmte Lage der Formdichtung
40 zwischen den Dichtflächen 26, 27, 28, 29 des Anschlussgehäuses 18 bietet zusätzlich
den Vorteil, dass die Dichtung 40 auch bei entfernter Haube 4 nicht aus dem Anschlussgehäuse
18 herausfallen kann. Dies wiederum dient der Sicherheit hinsichtlich der geforderten
Dichtheit des Sensors.
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An der der aktiven Stirnfläche 3 entgegengesetzten Seite des Sensors
besitzt die Haube 4 eine sich in einem Winkel von 450 zur Gehäuselängsachse erstreckende
elliptische Rückfläche 41; diese Rückfläche 41 geht fliessend von einem, parallel
zu den Ringflächen 32 und 33 verlaufenden elliptischen Halbkreis in einen solchen
42 über, der sich gegenüber der Längsachse des Sensors 1 um 450 geneigt in axialer
Richtung erstreckt.
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Die Rückfläche 41 ist durch eine kreiszylindrische Ausnehmung 43,
deren Achse in einem Winkel von 450 zur Längsachse des Sensors 1 verläuft, durchbrochen.
In der Mantelfläche 44 der kreiszylindrischen Ausnehmung 43 ist eine ringförmige
Nut 45 angeordnet. Die Nut 45 hat einen rechteckflächigen Querschnitt.
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An der Rückfläche 41 der Haube 4 ist die Einführungsmuffe 6 befestigt;
auch diese ist aus Kunststoff, vorteilhaft aus Polycarbonat als Spritzteil hergestellt.
Die Befestigung der Einführungsmuffe 6 an der Rückfläche 41 geschieht derart, dass
die Einführungsmuffe 6 mit einem ringzylindrischen Bund 60 versehen ist. Der ringzylindrische
Bund 60 ist so angeordnet, dass seine Achse jeweils mit der Längsachse des Sensors
1 und der Längsachse der Einführungsmuffe 6 einen Winkel von 450 bildet.
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An seiner äußeren Mantelfläche ist der ringzylindrische Bund 60 ebenfalls
mit einer ringförmigen Nut 61 versehen; auch diese ist von rechteckförmigem Querschnitt.
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Die Lage der Einführungsmuffe 6 in der Rkflache 41 der Haube 4 ist
nun derart, dass sich beide rechteckförmigen Nuten 45 und 61 gegenüberliegen und
eine ringförmige Nut mit quadratischem Querschnitt bilden. In diese Nut ist ein
handelsüblicher 0-Ring 63 aus viton eingelegt. Mit diesem 0-Ring ist die Anschlussmuffe
6 dicht und drehbar in der Rückfläche 41 der Haube 4 gelagert, Wie aus der Fig.
2 leicht erkennbar ist, kann nun erfindungsgemäss die Einführungsmuffe 6 so um die
Achse des ringzylindrischen Bundes 60 gedreht werden dass die Einführungsmuffe 6
gegenüber der Längsachse des Sensors 1 stufenlos jede beliebige Winkeleinstellung
einnehmen kann, was ermöglicht, das Anschlusskabel den oft beengten Raumverhältnissen
am Einsatzort des Sensors 1 entsprechend zu verlegen.
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In Fig. 2 ist das Verschwenken der Einführungsmuffe 6 durch die gestrichelt
dargestellte axial Lage der Einfdhrungsmuffe 6 angedeutet.
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Die Einführung des nicht dargestellten Anschlusskabels geschieht durch
die Bohrung 64 der Einfühntngsmuffe 6.
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Die Bohrung 64 ist an ihrer Innenseite mit einem Gewinde 65 versehen.
welches zur Aufnahme der nicht dargestellten PG-Verschraubung dient. Die PG-Verschraubung
hat zur Aufgabe, den Anschlussraum des Kabels gegenüber der Umwelt bei gleichzeitiger
Durchführung des Kabels abzudichten, Der Abdichtmg des Anschlussraumes gegenüber
der Nelt dient auch,
die Lagerung der Einführungsmuffe 6 in der
Rückfläche 41 der Haube 4 mittels eines handelsüblichen 0-RingeR 63.
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Es ist nun gemäss eines weiteren MbrhEJes der Erfindung möglich,
bei Bedarf, z.B. bei Änderung des Anschlusskabels, auf ein solches mit einem grösseren
Durchmesser, die Einführungsmuffe 6 leicht gegen eine solche einzutauschen, deren
Innengewinde 65 der neuen benötigten PG-Verschraubung entspricht.
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An die Bohrung 64 schliessen sich zur Durchführung des Anschlusskabels
die Öffnungen 66 und 67 an. Der anschliessende Innenraum 68 der Einführungsmuffe
6 hat die Form eines schräg abgeschnittenen Zylinders und dient der leichteren Durchführung
des Anschlusskabels in den Anschlussraum des Sensors 1, der aus der Kappe 21, des
Anschlussstückes 18 und der Haube 4 gebildet wird.
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Der schräg abgeschnittene Zylinder 68 stellt die Verbindung zur kreiszylindrischen
Durchführung 69 dar, deren Achse mit der des ringzylindrischen Bundes 60 und der
kreiszylindrischen Ausnehmung 43 zusammenfällt.
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Ferner besitzt die Einführungsmuffe 6 eine Schulter 70.
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Es ist nun auch leicht möglich, statt der stufenlosen Drehbarkeit
der Einführungsmuffe 6 in der Haube 4 eine stufenweise Arretierung vorzusehen, z.B.
derart, dass in die Schulter 70 der Einführungsmuffe 6 in einem Abstand von z.B.
lOo halbkugelförmige Vertiefungen eingebracht werden, in die eine bekannte Arretiervorrichtung
einrasten kann.
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