DE102004047732B4 - Gehäuse für ein elektronisches Gerät - Google Patents

Abstract

Gehäuse für ein elektronisches Gerät, insbesondere für einen Elektronikteil (1) eines Messumformers, mit einem Gehäuseunterteil (3), das eine Öffnung (17) zur Einführung eines Anschlusskabels aufweist, mit einem Gehäusedeckel (4) der zur Freigabe des Zugangs zu einer entfernt von der Einführungsöffnung angeordneten Kabelanschlussklemme (15) abnehmbar ist, und mit einem im Wesentlichen rohrförmigen Kabelkanal (11) dessen Anfangsöffnung (12) die Einführungsöffnung im Wesentlichen überdeckt und dessen Endöffnung (16) im Bereich der Kabelanschlussklemme (15) liegt, so dass ein Anschlusskabel derart in die Einführungsöffnung einführbar ist, dass es bei abgenommenen Gehäusedeckel (4) zugänglich zum Anschließen an der Kabelanschlussklemme (15) aus der Endöffnung (16) des Kabelkanals (11) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelkanal (11) durch ein Formteil gebildet ist, das im Gehäuseunterteil (3) befestigt und im Bereich der Anfangsöffnung (12) konisch erweitert ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektronisches Gerät, insbesondere für einen Elektronikteil eines Messumformers, mit einem Gehäuseunterteil, das eine Öffnung zur Einführung eines Anschlusskabels aufweist und mit einem Gehäusedeckel, der zur Freigabe des Zugangs zu einer Kabelanschlussklemme abnehmbar ist.
• Ein derartiges Gehäuse wird beispielsweise beim bekannten Messumformer SITRANS P, Serie DS III, der Siemens AG eingesetzt. Das Gehäuse ist vergleichsweise aufwendig mit Druckgussteilen hergestellt. Es besitzt einen Raum zur Unterbringung von elektronischen Schaltungsteilen sowie einen davon getrennten Anschlussraum mit einer Klemmenleiste. Zum Anschluss eines Anschlusskabels an den Messumformer werden ein Gehäusedeckel des Anschlussraums abgeschraubt, das Anschlusskabel über eine Kabelverschraubung in den Anschlussraum eingeführt und Adern des Anschlusskabels an Klemmen der Klemmenleiste sowie der Kabelschirm an eine Schirmauflageklemme angeschlossen. Anschließend wird der Gehäusedeckel des Anschlussraums wieder eingeschraubt. Vorteil dieses Gehäuses ist somit eine gute Anschließbarkeit des Anschlusskabels. Nachteilig ist jedoch der mit der Gehäusekonstruktion verbundene große Aufwand bei der Gehäuseherstellung.
• Ein weiteres Gehäuse ist vom Messumformer SITRANS P, Serie HS, der Siemens AG bekannt. Dieses Gehäuse ist ebenfalls mit aufwendigen Druckgussteilen gefertigt, auf einen separaten Anschlussraum wurde jedoch verzichtet. Unter einem Sichtfenster in einem Gehäusedeckel ist ein Analoganzeiger angebracht. Zum Anschluss des Anschlusskabels ist dieser Gehäusedeckel abzuschrauben und der Analoganzeiger herauszuziehen, um Zugang zu den darunter liegenden Anschlussklemmen zu erhalten. Das Anschlusskabel wird über eine Kabelverschraubung einge führt und die Adern werden an den Klemmen angeschlossen. Danach ist wieder der Analoganzeiger einzusetzen und der Gehäusedeckel einzuschrauben. Nachteilig dabei ist, dass zum Anschließen des Kabels Elektronikkomponenten ausgebaut werden müssen. Empfindliche Gerätekomponenten können dabei geschädigt und bei unsachgemäßer Handhabung zerstört werden. Es besteht zudem die Gefahr, dass die bei der Montage verdeckten und daher für den Monteur nicht sichtbaren Kabel während der Montage eingeklemmt und ebenfalls beschädigt werden.
• Ein Gehäuse eines Telekommunikationsnetzabschlussgeräts mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist bereits aus der DE 297 23 108 U1 bekannt.
• Aus der DE 80 18 875 U1 ist ein Gehäuse für einen Heißwasserbereiter bekannt, das eine konische Einführoffnung für Anschlusskabel aufweist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse zu schaffen, das mit einem vergleichsweise geringen Aufwand herstellbar ist und mit welchem dennoch ein Verklemmen von Kabeln beim Kabelanschluss und bei der Montage eines elektronischen Geräts vermieden werden kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Gehäuse der eingangs genannten Art die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
• Die Erfindung hat den Vorteil, dass die einfache Form des Gehäuseunterteils und des Gehäusedeckels eine Reduzierung der Werkzeugkosten und eine Optimierung beim Herstellen der Teile mit einem Edelstahltiefziehverfahren ermöglicht. Das Tiefziehverfahren ist eine Technik, um ein Gehäuse, das den Anforderungen der Industrietauglichkeit, insbesondere in der Pharmazie und der Biotechnologie, entspricht, kostengünstig herzustellen. Eine konstruktive Optimierung des Gehäuses für dieses Herstellungsverfahren ist aufgrund seiner einfachen Form problemlos möglich. Dieser Vorteil wird insbesondere dadurch erreicht, dass kein separater Anschlussraum im Gehäuse erforderlich ist. Gegenüber einem in Gusstechnik gefertigten Gehäuse, das wegen seiner rauen Oberfläche nicht für alle Einsatzfälle geeignet ist, hat das neue Gehäuse den Vorteil, dass es problemlos in Tiefziehtechnik herstellbar ist und somit einen wesentlich größeren Anwendungsbereich besitzt.
• Aufgrund des erweiterten Anwendungsbereichs werden gleichzeitig größere Stückzahlen erzielt, die wiederum eine kostengünstige Produktion gewährleisten. Insbesondere bei einem Einsatz des neuen Gehäuses für eine Elektronikeinheit eines Messumformers ist der neue Aufbau von Vorteil, da er es ermöglicht, den Anforderungen bezüglich einfachem Kabelanschluss und Montage gerecht zu werden. Anschlusskabel sind hier zum Beispiel für die Übertragung von Prozesssignalen und die Versorgung des Messumformers mit der zum Betrieb erforderlichen Hilfsenergie erforderlich. Üblicherweise erfolgt die Einführung des Kabels in das Gehäuse durch eine Kabelverschraubung. Die zunehmend kompakte Bauweise von Messumformern hat zur Folge, dass der verfügbare Platz für die interne Leitungsverlegung sehr eingeschränkt ist. Dennoch wird durch den neuen Gehäuseaufbau erreicht, dass eine Beschädigung von empfindlichen elektronischen Komponenten beim Kabelanschluss weitgehend ausgeschlossen werden kann. Zudem ist ein Einklemmen der Anschlussleitungen bei der Montage kaum möglich. In vorteilhafter Weise kann mit dem neuen Aufbau ein einfacher und schneller Geräteanschluss ohne Demontage von Elektronikkomponenten erreicht werden. Dadurch wird verhindert, dass Elektronikkomponenten durch unsachgemäßes Handling beschädigt werden könnten. Da der Kabelaustritt des Kabelkanals in unmittelbarer Nähe der Anschlussklemmen liegt, gibt es praktisch keinerlei exemplarspezifische Abweichungen bezüglich der Leitungsverlegung, so dass eine Verbesserung der Geräteeigenschaften aufgrund definierter, gleich bleibender elektrischer Eigenschaften des Anschlusskabels erhalten wird.
• Da der Kabelkanal durch ein Formteil gebildet ist, das im Bereich der Anfangsöffnung konisch erweitert ist, kann das Anschlusskabel in vorteilhafter Weise leichter durch eine Kabelverschraubung in das Gehäuse eingeführt werden. Im weiteren Verlauf kann das Kabel durch das Formteil reibungsarm und zielgerichtet bis zu den Anschlussklemmen im Gehäuse zwangs geführt werden. Eine Beschädigung elektronischer Komponenten beim Einführen des Kabels ist somit zuverlässig vermeidbar.
• Ein Formteil, das als Spritzgussteil aus elektrisch leitendem Kunststoff oder als Druckgussteil aus Metall gebildet ist, hat den Vorteil, dass es zugleich als konstruktive Maßnahme gegen elektromagnetische Störungen dient. Aufgrund seiner Geschlossenheit bietet der Kabelkanal einen guten Schutz gegen elektromagnetische Störgrößen, wobei eine großflächige Ankopplung des Kabelkanals an andere elektrisch leitende Gehäuseteile, beispielsweise das Gehäuseunterteil, diese Wirkung zusätzlich verbessern kann. Eine großflächige Masseankopplung an das Gehäuse kann zum Beispiel über eine Gewindemutter der Kabelverschraubung erfolgen. In jedem Fall ist die Leitungsverlegung bei allen Geräten identisch, wodurch eine hohe Prozesssicherheit bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit der Geräte sichergestellt wird. Dies ist insbesondere erreichbar, wenn Gehäuseunterteil und Gehäusedeckel aus Metall sind und das Formteil durch die Kabelverschraubung elektrisch mit dem Gehäuseunterteil verbunden ist. Die Befestigung des Formteils kann innerhalb des Gehäuseunterteils durch Einrasten in eine Nut des Gehäuseunterteils sowie auf die Gewindemutter der Kabelverschraubung erfolgen, ohne dass zusätzliche Schrauben verwendet werden müssen. Durch eine Aufnahme der Gewindemutter in einer Schnappverbindung kann die Anpassung des Formteils an unterschiedliche Gewindestandards der Kabelverschraubung aufwandsarm gewährleistet werden. Neben der beschriebenen Funktion des Formteils als Kabelkanal kann es zusätzlich konstruktiv zur Halterung von elektronischen Komponenten im Gehäuse ausgelegt werden. Das Formteil ist vorteilhaft in seiner Konstruktion so gestaltbar, dass aufwendige Montageschritte mit Werkzeugen entfallen. Zusätzlich kann ein modulares Montagekonzept zur Anwendung kommen, bei welchem die Vormontage und Prüfung von Elektronikmodulen außerhalb des Gehäuses möglich ist. Bei hohen Stückzahlen sind somit die Voraussetzungen zu schaffen, um Fertigungskapazitäten optimal auslasten zu können.
• Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.
• Die Figur zeigt ein Gehäuse für ein elektronisches Gerät in Schnittdarstellung. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient das Gehäuse zur Aufnahme einer Elektronikeinheit 1 eines Messumformers mit einer Messzelle 2. Das Gehäuse umfasst ein im Wesentlichen becherförmiges Gehäuseunterteil 3, einen Gehäusedeckel 4, der ebenfalls im Wesentlichen becherförmig und so angeordnet ist, dass seine Becheröffnung derjenigen des Gehäuseunterteils 3 gegenüber liegt, sowie eine Flachdichtung 5, die zwischen einer radialen Auskragung 6 des Gehäuseunterteils 3 und einer radialen Auskragung 7 des Gehäusedeckels 4 liegt. Die beiden Auskragungen 6 und 7 sind flanschartig ausgebildet und dienen mit ihren ebenen, einander zugewandten Flächen, welche die Flachdichtung 5 zusammendrücken, zur Abdichtung des Gehäuses. Aufgrund ihrer auf den Fertigungsprozess abgestimmten Konstruktion können Gehäuseunterteil 3 und Gehäusedeckel 4 aus Edelstahl vorteilhaft im Tiefziehverfahren hergestellt werden. Das Gehäuse besitzt somit eine vergleichsweise glatte Oberfläche mit wenig Vertiefungen oder Nuten und ist daher insbesondere für eine Anwendung im Bereich der Pharmazie und der Biotechnologie geeignet. Zudem lässt es sich kostengünstig herstellen. Durch ein Gewinderohr 8 mit einem Außengewinde, das zu Innengewinden, die im Gehäuseunterteil 3 und im Gehäusedeckel 4 jeweils im Bereich des Becherrands angebracht sind, korrespondiert, werden die beiden genannten Gehäuseteile miteinander verbunden. In eine Öffnung 17 in der Becherseitenwand des Gehäuseunterteils 3 ist eine Kabelverschraubung 9 eingesetzt und mittels einer Gewindemutter 10 befestigt. Auf die Gewindemutter 10 ist ein Kabelkanal 11 aufgeschnappt, der im Bereich einer Anfangsöffnung 12 konisch erweitert ist. Die Lage des Kabelkanals 11, der als Kunststoffformteil mit metallisierter Oberfläche gebildet ist, wird im Gehäuseunterteil 3 durch einen umlaufenden, ringförmigen Fortsatz 13, der in eine dazu korrespondierende Nut des Gehäuseunterteils 3 einrastet, fixiert. Die Befestigung des Kabelkanals 11 erfolgt somit allein durch Einrasten und ohne zusätzliche Schrauben. Auf dieses Formteil des Kabelkanals 11 ist das Elektronikteil 1 des Messumformers aufgesetzt. Durch eine Schraube, die in eine Gewindebohrung 14 im Formteil des Kabelkanals 11 eingedreht werden kann, ist das Elektronikteil 1 am Formteil befestigbar. An der Oberseite des Elektronikteils 1 ist eine Klemmenleiste mit drei Kabelanschlussklemmen 15 angeordnet, die zum Anschluss eines Anschlusskabels an den Messumformer dient. Zum Anschluss eines in der Figur der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellten Anschlusskabels an die Klemmenleiste wird der Gehäusedeckel 4 abgeschraubt, das Anschlusskabel durch die Kabelverschraubung 9 in das Gehäuse eingeführt und zwar soweit, bis es aus einer Endöffnung 16 des Kabelkanals 11 mit ausreichender Länge heraustritt. Ein Monteur kann nun die einzelnen Adern des Anschlusskabels an die Klemmen 15 der Klemmenleiste anschließen und danach den Gehäusedeckel 4 einschrauben, damit das Gehäuse wieder verschlossen ist.
• Anhand der Zeichnung wird besonders deutlich, dass das Anschlusskabel in einer für die Montage besonders einfachen Weise durch den Kabelkanal 11 von seiner Anfangsöffnung 12 zu seiner im Gehäuse entfernt angeordneten Endöffnung 16 zwangsgeführt wird, so dass zur Verlegung des Kabels keinerlei Komponenten des elektronischen Geräts zuvor ausgebaut werden müssen. Die Endöffnung 16 befindet sich in der Nähe der Kabelanschlussklemme 15, so dass das Anschlusskabel mit einem vergleichsweise kurzen freien Verlauf des Kabels an die Klemmen angeschlossen werden kann. Der Kabelkanal 11 ist elektrisch leitend ausgeführt und dient somit gleichzeitig zur elektromagnetischen Abschirmung des Anschlusskabels gegenüber den im Gehäuse befindlichen elektronischen Komponenten. Die definierte Lage des Anschlusskabels im Kabelkanal 11 sorgt neben der Abschirmung für gute elektrische Eigenschaften mit geringer Exemplarstreuung. Eine großflächige Masseverbindung besteht zwischen Kabelkanal 11 und Gehäuseunterteil 3 über die Gewindemutter 10 sowie über den ringförmigen Fortsatz 13, der mit seiner metallischen Beschichtung die Innenwand des aus Edelstahl im Tief ziehverfahren gefertigten Gehäuseunterteils 3 kontaktiert. Aufgrund der Verwendung des Kabelkanals 11 muss bei der konstruktiven Gestaltung des Gehäuses nicht mehr darauf geachtet werden, dass zum einfachen Anschluss des Anschlusskabels die Einführungsöffnung in der Nähe der Anschlussklemmen, die zudem zugänglich nach dem Öffnen des Deckels sein sollten, liegen muss. Vielmehr können andere Gesichtspunkte der Gehäusekonstruktion eine höhere Gewichtung erhalten, beispielsweise dass die Kabelverschraubung im unteren Bereich des Gehäuses angeordnet sein sollte, um eine einfache Verlegung des Anschlusskabels außerhalb des Gehäuses zu ermöglichen, oder dass das Gehäuse im Tiefziehverfahren aus Edelstahl herstellbar sein soll.

Claims (4)

1. Gehäuse für ein elektronisches Gerät, insbesondere für einen Elektronikteil (1) eines Messumformers, mit einem Gehäuseunterteil (3), das eine Öffnung (17) zur Einführung eines Anschlusskabels aufweist, mit einem Gehäusedeckel (4) der zur Freigabe des Zugangs zu einer entfernt von der Einführungsöffnung angeordneten Kabelanschlussklemme (15) abnehmbar ist, und mit einem im Wesentlichen rohrförmigen Kabelkanal (11) dessen Anfangsöffnung (12) die Einführungsöffnung im Wesentlichen überdeckt und dessen Endöffnung (16) im Bereich der Kabelanschlussklemme (15) liegt, so dass ein Anschlusskabel derart in die Einführungsöffnung einführbar ist, dass es bei abgenommenen Gehäusedeckel (4) zugänglich zum Anschließen an der Kabelanschlussklemme (15) aus der Endöffnung (16) des Kabelkanals (11) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelkanal (11) durch ein Formteil gebildet ist, das im Gehäuseunterteil (3) befestigt und im Bereich der Anfangsöffnung (12) konisch erweitert ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil aus elektrisch leitendem Kunststoff oder Metall gebildet ist.
3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuseunterteil (3) und Gehäusedeckel (4) aus Metall sind und dass das Formteil durch die Kabelverschraubung (9) elektrisch mit dem Gehäuseunterteil (3) verbunden ist.
4. Messumformer mit einem Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche.