DE102011084411A1

DE102011084411A1 - Angle measurement device i.e. rotary encoder, for measuring relative angle position between e.g. motor shaft and stationary motor housing, has holding element producing force and pushing component toward cap in assembled state

Info

Publication number: DE102011084411A1
Application number: DE102011084411A
Authority: DE
Inventors: Josef Thaler
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: CN103047954B; CN103047954A; DE102011084411B4

Abstract

The device has a plug connector arranged within a pot-shaped cap (1), and a resiliently or plastically deformed seal arranged in a gap between a component (3) and the cap. The component and the cap are joined together by a relative movement, which comprises a direction component parallel to an axis (Z). The seal is deformed after assembly of the cap and the component by a force. The force is produced by a holding element (5), which is oriented with the direction component parallel to the axis such that holding element pushes the component toward the cap in an assembled state. The holding element is designed as a pivotable bracket manufactured as an integral bending part.

Description

Die Erfindung betrifft eine Winkelmesseinrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 bzw. dem Patentanspruch 10.The invention relates to an angle measuring device according to claim 1 or claim 10.

Winkelmesseinrichtungen, häufig auch Drehgeber genannt, dienen zur Messung von Drehbewegungen relativ zueinander rotierender Maschinenteile, insbesondere einer Welle relativ zu einem stehenden Maschinenteil, über eine oder mehrere Umdrehungen. Die Drehbewegung wird dabei inkremental oder absolut erfasst. In Verbindung mit Zahnstangen und Zahnrädern oder mit Gewindespindeln lassen sich mit einer Winkelmesseinrichtung auch lineare Bewegungen messen.Angular measuring devices, often also called rotary encoders, are used to measure rotational movements of machine parts rotating relative to one another, in particular a shaft relative to a stationary machine part, via one or more revolutions. The rotational movement is detected incrementally or absolutely. In conjunction with gear racks and gears or with threaded spindles, linear movements can also be measured with an angle measuring device.

Über Anschlusskabel werden der Winkelmesseinrichtung eine Betriebsspannung zugeführt und die Messsignale abgenommen und an eine Folgeelektronik weitergeleitet. Hierzu ist bei bekannten Winkelmesseinrichtungen an einer Kappe der Winkelmesseinrichtung eine Öffnung vorgesehen, durch die hindurch das Anschlusskabel der Winkelmesseinrichtung zugeführt und dort mit einer geeigneten elektrischen Anschlusseinheit kontaktiert werden kann.About connecting cable of the angle measuring device is supplied to an operating voltage and the measuring signals removed and forwarded to a subsequent electronics. For this purpose, in the case of known angle-measuring devices, an opening is provided on a cap of the angle-measuring device, through which the connection cable of the angle-measuring device can be fed and contacted there with a suitable electrical connection unit.

Aus der DE 84 18 488 U1 ist eine Winkelmesseinrichtung mit einem Steckverbinder bekannt.From the DE 84 18 488 U1 is an angle measuring device with a connector known.

Die bekannten Winkelmesseinrichtungen haben den Nachteil, dass sie vergleichsweise kostenaufwändig sind oder hohen Anforderungen bezüglich Dichtheit nicht genügen.The known angle measuring devices have the disadvantage that they are relatively expensive or do not meet high requirements in terms of tightness.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Winkelmesseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine zuverlässige und schnelle Montage ermöglicht, wobei die Winkelmesseinrichtung überaus gut gegen die Umgebung abgedichtet ist.The invention has for its object to provide an angle measuring device of the type mentioned above, which allows a simple and reliable means of rapid assembly, the angle measuring device is very well sealed against the environment.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Winkelmesseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 10 gelöst.This object is achieved by the provision of an angle measuring device with the features of claim 1 and 10 respectively.

Die erfindungsgemäße Winkelmesseinrichtung ist zur Messung der relativen Winkellage zwischen zwei Maschinenteilen, die um eine Achse drehbar sind, geeignet. Die Winkelmesseinrichtung umfasst eine Kappe, einen Steckverbinder, der an der Kappe, insbesondere innerhalb der Kappe, angeordnet ist, ein Bauteil, in welches ein Anschlusskabel mit einem weiteren Steckverbinder einlegbar ist, ein Halteelement und eine Dichtung, die in einem Spalt zwischen dem Bauteil und der Kappe angeordnet ist. Dabei ist die Winkelmesseinrichtung derart konfiguriert, dass

a) die Kappe und das Bauteil durch eine Relativbewegung, die eine Richtungskomponente parallel zur Achse aufweist, zusammenfügbar sind,
b) die Dichtung nach dem Zusammenfügen der Kappe und des Bauteils durch eine Kraft, die mit einer Richtungskomponente orthogonal zur Achse orientiert ist, verformt ist, und
c) durch das Halteelement eine Kraft erzeugbar ist, welche mit einer Richtungskomponente parallel zur Achse orientiert ist und welche im zusammengefügten Zustand das Bauteil an die Kappe drängt.

The angle measuring device according to the invention is suitable for measuring the relative angular position between two machine parts which are rotatable about an axis. The angle measuring device comprises a cap, a connector which is arranged on the cap, in particular within the cap, a component, in which a connecting cable with another connector can be inserted, a holding element and a seal, which in a gap between the component and the cap is arranged. In this case, the angle measuring device is configured such that

a) the cap and the component can be joined together by a relative movement, which has a directional component parallel to the axis,
b) the seal after the assembly of the cap and the component by a force which is oriented with a directional component orthogonal to the axis, deformed, and
c) a force can be generated by the holding element, which is oriented with a directional component parallel to the axis and which urges the component to the cap in the assembled state.

Insbesondere kann die Dichtung in einer virtuellen geometrischen Ebene liegen, welche von der Achse durchdrungen wird. Insbesondere kann diese Ebene so orientiert sein, dass diese von der Achse orthogonal durchdrungen wird bzw. die Achse senkrecht zur Ebene angeordnet ist. In particular, the seal can lie in a virtual geometric plane, which is penetrated by the axis. In particular, this plane can be oriented so that it is penetrated orthogonally by the axis or the axis is arranged perpendicular to the plane.

Entsprechend kann die Dichtung in dieser Ebene zur Erzeugung der erforderlichen Dichtkräfte verformt werden bzw. können die Dichtkräfte so orientiert sein, dass diese in dieser Ebene zu liegen kommen.Accordingly, the seal can be deformed in this plane to produce the required sealing forces or the sealing forces can be oriented so that they come to rest in this plane.

Mit Vorteil ist das Halteelement als ein schwenkbarer Bügel ausgestaltet, der insbesondere als ein einstückiges Biegeteil hergestellt ist. Advantageously, the holding element is designed as a pivotable bracket, which is made in particular as a one-piece bent part.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Bügel um eine Schwenkachse schwenkbar, wobei die Schwenkachse mit einer tangentialen Richtungskomponente orientiert ist. Der Begriff tangential bezieht sich auf die Achse bzw. die Drehrichtung der zu messenden Maschinenteile. Insbesondere kann die Schwenkachse in einer geometrischen Ebenen zu liegen kommen, die so orientiert ist, dass die Achse senkrecht zur Ebene angeordnet ist. Mit Vorteil ist die Ebene, in welcher die Schwenkachse liegt, parallel zur Ebene, in welcher die Dichtung liegt, angeordnet.In a further embodiment of the invention, the bracket is pivotable about a pivot axis, wherein the pivot axis is oriented with a tangential direction component. The term tangential refers to the axis or the direction of rotation of the machine parts to be measured. In particular, the pivot axis may come to lie in a geometric plane which is oriented so that the axis is arranged perpendicular to the plane. Advantageously, the plane in which the pivot axis lies, parallel to the plane in which the seal is disposed.

Weiterhin können die Kappe und das Bauteil so konfiguriert sein, dass im betriebsfertigen Zustand der Winkelmesseinrichtung der Bügel innerhalb der Außenkontur der Winkelmesseinrichtung angeordnet ist.Furthermore, the cap and the component can be configured such that in the operational state of the angle measuring device of the bracket is disposed within the outer contour of the angle measuring device.

Vorteilhafterweise ist der Bügel in einer Nut an bzw. in der Kappe einrastbar. Die Nut kann entlang eines Teil-Umfangs der Kappe verlaufen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Nut in einer Ebene verlaufen, die parallel zur Schwenkachse angeordnet ist. Insbesondere kann die Ebene, in welcher die Nut verläuft auch parallel zur Ebene angeordnet sein, in welcher die Dichtung liegt.Advantageously, the bracket in a groove on or in the cap can be latched. The groove may extend along a partial circumference of the cap. In a further embodiment of the invention, the groove can run in a plane which is arranged parallel to the pivot axis. In particular, the plane in which the groove extends can also be arranged parallel to the plane in which the seal lies.

Mit Vorteil umgreift das Halteelement das Bauteil axial und radial. Dabei kann das Halteelement elastisch verformt werden, entsprechend dem Prinzip einer Feder, so dass im zusammengefügten Zustand das Bauteil in Axialrichtung an die Kappe gedrängt wird.Advantageously, the holding element surrounds the component axially and radially. In this case, the retaining element be elastically deformed, according to the principle of a spring, so that in the assembled state, the component is urged in the axial direction of the cap.

Das Halteelement kann in zumindest einer Ausnehmung der Kappe festgelegt sein, wobei die Ausnehmung bezüglich des Innenraums der Kappe geschlossen ist. Die Ausnehmung kann folglich in einem Bereich der Kappe eingearbeitet sein, welche eine entsprechend große Wandstärke aufweist, wobei die Ausnehmung keine Öffnung zum Innenraum hat, welcher von der Kappe umschlossen wird. Die Ausnehmung kann beispielsweise ein Sackloch sein, das von außen her eingebracht wird. Insbesondere kann das Halteelement in der zumindest einen Ausnehmung um die Schwenkachse drehbar festgelegt bzw. gelagert sein.The holding element may be fixed in at least one recess of the cap, wherein the recess is closed with respect to the interior of the cap. The recess can consequently be incorporated in a region of the cap which has a correspondingly large wall thickness, wherein the recess has no opening to the interior, which is enclosed by the cap. The recess may for example be a blind hole, which is introduced from the outside. In particular, the holding element can be rotatably fixed or mounted in the at least one recess about the pivot axis.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Bauteil zumindest zwei Teile, wobei die Fuge zwischen den Teilen abgedichtet ausgestaltet ist. Die Abdichtung kann beispielsweise durch eine elastisch oder plastisch Verformte Dichtung oder durch eine Dichtmasse, insbesondere einen Kleber, erreicht werden.In a further embodiment of the invention, the component comprises at least two parts, wherein the joint between the parts is designed sealed. The seal can be achieved for example by an elastically or plastically deformed seal or by a sealing compound, in particular an adhesive.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Winkelmesseinrichtung eine Kappe, einen Steckverbinder, der bezüglich der Kappe ortsfest angeordnet ist, ein Anschlusskabel mit einem weiteren Steckverbinder, das in einem Bauteil eingelegt ist, ein Halteelement und eine Dichtung, die in einem Spalt zwischen dem Bauteil und der Kappe angeordnet ist. Die Winkelmesseinrichtung ist derart konfiguriert, dass

a) durch eine Relativbewegung der beiden Steckverbinder eine elektrische Verbindung herstellbar ist, und die Relativbewegung eine Richtungskomponente parallel zur Achse aufweist,
b) die Kappe und das Bauteil durch eine Relativbewegung, die eine Richtungskomponente parallel zur Achse aufweist, zusammenfügbar sind,
c) die Dichtung nach dem Zusammenfügen der Kappe und des Bauteils durch eine Kraft, die mit einer Richtungskomponente orthogonal zur Achse orientiert ist, verformt ist und
d) durch das Halteelement eine Kraft erzeugbar ist, welche mit einer Richtungskomponente parallel zur Achse orientiert ist und welche im zusammengefügten Zustand das Bauteil an die Kappe drängt.

According to a further aspect of the invention, the angle measuring device comprises a cap, a connector which is fixedly arranged relative to the cap, a connection cable with a further connector which is inserted in a component, a holding element and a seal which in a gap between the component and the cap is arranged. The angle measuring device is configured such that

a) an electrical connection can be established by a relative movement of the two plug connectors, and the relative movement has a direction component parallel to the axis,
b) the cap and the component can be joined together by a relative movement, which has a directional component parallel to the axis,
c) the seal is deformed after the assembly of the cap and the component by a force which is oriented with a directional component orthogonal to the axis, and
d) a force can be generated by the holding element, which is oriented with a direction component parallel to the axis and which urges the component to the cap in the assembled state.

Mit Vorteil ist der weitere Steckverbinder relativ zum Bauteil beweglich angeordnet.Advantageously, the other connector is arranged to be movable relative to the component.

Das Anschlusskabel kann einen Außenmantel aufweisen, wobei der Außenmantel zumindest über eine Teillänge innerhalb des Bauteils und gegebenenfalls auch innerhalb der Kappe entfernt ist. Weiterhin kann das Anschlusskabel zumindest eine Ader bzw. eine Litze aufweisen, die innerhalb des Bauteils entlang einer gekrümmten Linie verläuft.The connection cable may have an outer casing, wherein the outer casing is removed at least over a partial length within the component and optionally also within the cap. Furthermore, the connecting cable can have at least one core or a strand running along a curved line within the component.

Weiterhin kann das Bauteil zumindest zwei Teile umfassen, wobei die Fuge zwischen den zumindest zwei Teilen und der Spalt zwischen der Außenkontur des Anschlusskabels und dem Bauteil abgedichtet ausgestaltet sind.Furthermore, the component may comprise at least two parts, wherein the joint between the at least two parts and the gap between the outer contour of the connecting cable and the component are designed sealed.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren deutlich.Further features and advantages of the invention will become apparent in the following description of an embodiment with reference to the figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine perspektivische Ansicht einer Winkelmesseinrichtung, 1 a perspective view of an angle measuring device,

2 eine Draufsicht auf die Kappe ohne ein Anschlusskabel und einem dazugehörigen Bauteil, 2 a top view of the cap without a connection cable and an associated component,

3 eine perspektivische Ansicht eines ersten Teils des Bauteils, 3 a perspective view of a first part of the component,

4 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Teils des Bauteils, 4 a perspective view of a second part of the component,

5 eine perspektivische Ansicht des Bauteils mit eingelegtem Anschlusskabel, 5 a perspective view of the component with inserted connection cable,

6 eine weitere perspektivische Ansicht des Bauteils mit eingelegtem Anschlusskabel, 6 another perspective view of the component with inserted connection cable,

7 eine Ansicht eines achsparallelen Teilschnitts durch die Kappe und das Bauteil, 7 a view of an axially parallel partial section through the cap and the component,

8 eine Detailansicht der Kappe. 8th a detailed view of the cap.

Die in der 1 dargestellte Winkelmesseinrichtung umfasst eine Kappe 1, die an einem Grundkörper 7 befestigt ist. Im Grundkörper 7 ist eine Welle 8 um eine Achse Z drehbar gelagert. Die Welle 8 ist zum Anschluss an einen Körper bzw. an ein Maschinenteil bestimmt, um dessen Drehstellung zu messen. Die Verbindung zwischen der Welle 8 und dem Maschinenteil wird beispielsweise mit einem durch die Welle 8 ragenden Verbindungsmittel in Form einer Befestigungsschraube realisiert.The in the 1 illustrated angle measuring device comprises a cap 1 attached to a body 7 is attached. In the main body 7 is a wave 8th rotatably mounted about an axis Z. The wave 8th is intended for connection to a body or to a machine part in order to measure its rotational position. The connection between the shaft 8th and the machine part is, for example, with a through the shaft 8th projecting connecting means realized in the form of a fastening screw.

Die Winkelmesseinrichtung wird über den Grundkörper 7 und ggf. einer Ausgleichskupplung zudem an einem weiteren Maschinenteil befestigt. Das erste Maschinenteil, das mit der Welle 8 verbindbar ist, ist beispielsweise eine Motorwelle und das weitere Maschinenteil ein stationäres Motorgehäuse. Winkelmesseinrichtungen, die für diese Anwendungen konzipiert sind werden auch häufig als Drehgeber bezeichnet.The angle measuring device is over the main body 7 and optionally a compensation coupling also attached to another machine part. The first machine part, with the shaft 8th is connectable, for example, a motor shaft and the other machine part is a stationary motor housing. Angle measuring devices designed for these applications are also often referred to as rotary encoders.

In bekannter Weise ist die Welle 8 im Grundkörper 7 um die Achse Z drehbar gelagert, wobei an der Welle 8 eine im Inneren der Winkelmesseinrichtung angeordneten Codescheibe befestigt ist und/oder die Welle 8 über ein Getriebe eine oder mehrere Codescheiben antreibt. Die Codescheibe wird im gezeigten Beispiel lichtelektrisch von einer Abtasteinrichtung abgetastet. Entsprechende lichtempfindliche Detektoren befinden sich auf einer Leiterplatte 9, auf der unter anderem elektrische Bauelemente zur Signalformung – beispielsweise Verstärkung und Digitalisierung – der von den Detektoren gelieferten Abtastsignalen angeordnet sind. In der 2 ist durch eine Öffnung 1.1 der Kappe 1 hindurch die betreffende Leiterplatte 9 sichtbar. Auf der Leiterplatte 9 befindet sich neben dieser Messelektronik weiterhin ein elektrischer Anschluss in Form eines Steckverbinders 2, wobei dieser Steckverbinder 2 somit innerhalb der Kappe 1 angeordnet ist. In a known manner, the wave 8th in the main body 7 rotatably supported about the axis Z, wherein on the shaft 8th a code disc arranged in the interior of the angle measuring device is fastened and / or the shaft 8th drives one or more code disks via a gearbox. The code disk is scanned in the example shown photoelectrically by a scanning device. Corresponding photosensitive detectors are located on a printed circuit board 9 on which inter alia electrical components for signal shaping - for example amplification and digitization - of the signals supplied by the detectors are arranged. In the 2 is through an opening 1.1 the cap 1 through the relevant circuit board 9 visible, noticeable. On the circuit board 9 Next to this measuring electronics is still an electrical connection in the form of a connector 2 , this connector 2 thus within the cap 1 is arranged.

Zum Schutz der Winkelmesseinrichtung und deren Messelektronik ist die topfförmige Kappe 1 vorgesehen, welche eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form aufweist, wobei eine Stirnfläche des Hohlzylinders völlig offen ist. Diese offene Seite dient zur Aufnahme des Grundkörpers 7, wobei die Kappe 1 über den Umfang klemmend am Grundkörper 7 befestigt ist. Im dargestellten Beispiel ist diese Verbindung eine dichte Pressverbindung. Die Kappe 1 ist elektrisch leitend ausgestaltet, insbesondere aus Metall gefertigt. Die Kappe 1 weist gemäß den 2 und 8 eine erste plane Fläche 1.5 auf, in welche die Öffnung 1.1 eingearbeitet ist. Ferner umfasst die Kappe 1 eine zweite plane Fläche 1.6, die in der 2 relativ zur Fläche 1.5 in z-Richtung weiter unten angeordnet ist, so dass zwischen der Fläche 1.6 und der Öffnung 1.1 ein erhöhter Steg 1.51 vorliegt. Beide Flächen 1.5, 1.6 sind parallel zur x-y-Ebene orientiert.To protect the angle measuring device and the measuring electronics is the cup-shaped cap 1 provided, which has a substantially hollow cylindrical shape, wherein an end face of the hollow cylinder is completely open. This open side serves to accommodate the main body 7 , where the cap 1 Clamping on the body over the circumference 7 is attached. In the example shown, this compound is a tight press connection. The cap 1 is designed electrically conductive, in particular made of metal. The cap 1 according to the 2 and 8th a first plane surface 1.5 in which the opening 1.1 is incorporated. Furthermore, the cap includes 1 a second plane surface 1.6 in the 2 relative to the area 1.5 arranged in the z-direction further down, so that between the surface 1.6 and the opening 1.1 a raised footbridge 1:51 is present. Both surfaces 1.5 . 1.6 are oriented parallel to the xy plane.

Entlang der Öffnung 1.1 innen umlaufend befindet sich entsprechend den 2 und 8 in z-Richtung gegenüber der Fläche 1.5 weiter unten liegend eine Dichtung 6, die in einer Nut eingelegt ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Dichtung 6 als O-Ring ausgestaltet. Die Dichtung 6 ist so angeordnet, dass diese in einer geometrischen virtuellen Ebene liegt, die orthogonal zur Achse Z orientiert ist. Die betreffende Ebene liegt parallel zur Zeichenebene der 2, also parallel zur Ebene x-y des Koordinatensystems, wie in der 2 gezeigt. Folglich ist der Normalenvektor der Ebene, in welcher die Dichtung 6 angeordnet ist, parallel zur Achse Z. Along the opening 1.1 inside is located according to the 2 and 8th in the z direction opposite the surface 1.5 lying down below a seal 6 , which is inserted in a groove. In the embodiment, the seal 6 designed as an O-ring. The seal 6 is arranged so that it lies in a geometric virtual plane which is oriented orthogonal to the axis Z. The relevant plane is parallel to the drawing plane of the 2 , ie parallel to the plane xy of the coordinate system, as in the 2 shown. Consequently, the normal vector is the plane in which the seal 6 is arranged parallel to the axis Z.

An der Kappe 1 ist ein Halteelement 5 schwenkbar angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Halteelement 5 als ein einstückiges Teil ausgeführt, welches durch ein Biegeverfahren hergestellt worden ist. Insbesondere ist hier das Halteelement 5 als ein Bügel ausgestaltet, der aus einen gebogenem Metalldraht besteht. Die Enden des Halteelements 5 sind gemäß der 8 in zwei Ausnehmungen 1.4 gesteckt, die als Sacklochbohrungen in der Wandung der Kappe 1 ausgeführt sind. Die Ausnehmungen 1.4 haben keinerlei Verbindung zum Innenraum der Kappe 1 und sind in z-Richtung bezüglich der Zeichenebene der 2 oberhalb der Fläche 1.5 angeordnet. Die Enden des Halteelements 5 werden durch elastische Verformung des Halteelements 5 in den Ausnehmungen 1.4 vergleichsweise lose aber dennoch verliersicher gehalten, so dass das Halteelement 5 um eine Schwenkachse T schwenkbar ist (siehe 2 und 8). Die Schwenkachse T ist bezüglich der Achse Z beziehungsweise gegenüber der Rotationsrichtung der Welle 8 tangential orientiert. Die Ebene, in welcher die Schwenkachse T liegt, ist im Übrigen parallel zur x-y-Ebene orientiert und damit parallel zur Ebene, in welcher die Dichtung 6 angeordnet ist.At the cap 1 is a holding element 5 arranged pivotally. In the present embodiment, the retaining element 5 as an integral part made by a bending process. In particular, here is the holding element 5 designed as a strap consisting of a bent metal wire. The ends of the retaining element 5 are according to the 8th in two recesses 1.4 stuck, as blind holes in the wall of the cap 1 are executed. The recesses 1.4 have no connection to the interior of the cap 1 and are in the z direction with respect to the drawing plane of 2 above the surface 1.5 arranged. The ends of the retaining element 5 be by elastic deformation of the retaining element 5 in the recesses 1.4 comparatively loose but still held captive, so that the retaining element 5 is pivotable about a pivot axis T (see 2 and 8th ). The pivot axis T is relative to the axis Z or relative to the rotational direction of the shaft 8th tangentially oriented. The plane in which the pivot axis T lies, is otherwise oriented parallel to the xy plane and thus parallel to the plane in which the seal 6 is arranged.

An einem Anschlusskabel 4 ist ein Bauteil 3 befestigt, so dass im montierten Zustand die Öffnung 1.1 der Kappe 1 geschlossen ist. Im geschlossenen Zustand umgreift das Halteelement 5 das Bauteil 3 gemäß der 1 axial und radial, wobei das Halteelement 5 in Rillen 3.11 des Bauteils 3 ruht. Durch eine Nut 1.3 wird das Halteelement 5 im geschlossenen Zustand fixiert. Die Nut 1.3 ist in die Wandung der Kappe 1 eingearbeitet und verläuft entlang einer Teil-Umfangslinie, die parallel zur y-x-Ebene orientiert ist. Aufgrund seiner Elastizität ist durch das Halteelement 5 eine Kraft erzeugbar, welche parallel zur Achse Z orientiert ist und welche in einem Zustand, in dem das Bauteil 3 und die Kappe 1 zusammengefügt sind, das Bauteil 3 an die Kappe 1 drängt. Dabei ist, bedingt durch die Rillen 3.11 und die Nut 1.3, das Halteelement 5 innerhalb der Außenkontur der Winkelmesseinrichtung angeordnet.On a connection cable 4 is a component 3 attached so that in the assembled state the opening 1.1 the cap 1 closed is. When closed, the holding element surrounds 5 the component 3 according to the 1 axially and radially, wherein the retaining element 5 in grooves 3.11 of the component 3 rests. Through a groove 1.3 becomes the retaining element 5 fixed in the closed state. The groove 1.3 is in the wall of the cap 1 incorporated and runs along a partial circumferential line which is oriented parallel to the yx plane. Due to its elasticity is due to the retaining element 5 a force can be generated, which is oriented parallel to the axis Z and which in a state in which the component 3 and the cap 1 are joined together, the component 3 to the cap 1 urges. It is, due to the grooves 3.11 and the groove 1.3 , the retaining element 5 arranged within the outer contour of the angle measuring device.

Gemäß den 3 und 4 besteht das Bauteil 3 aus zwei Teilen 3.1, 3.2 bzw. aus zwei Halbschalen. Beide Teile 3.1, 3.2 sind aus elektrisch leitendem Material hergestellt, insbesondere aus Metall.According to the 3 and 4 is the component 3 from two parts 3.1 . 3.2 or from two half-shells. Both parts 3.1 . 3.2 are made of electrically conductive material, in particular of metal.

Das erste Teil 3.1 umfasst, wie in der 3 dargestellt, an seiner Außenseite die erwähnten Rillen 3.11. An der gegenüberliegenden Seite weist das erste Teil 3.1 einen umlaufenden Rand 3.14 auf, sowie einen innen liegenden konkaven Bereich 3.12, der zur Aufnahme des Anschlusskabels 4 dient auf.The first part 3.1 includes, as in the 3 represented, on its outside the mentioned grooves 3.11 , On the opposite side points the first part 3.1 a circumferential edge 3.14 on, as well as an inner concave area 3.12 which is responsible for receiving the connection cable 4 serves up.

Gemäß der 4 umfasst das zweite Teil 3.2 seinerseits auch einen umlaufenden Rand 3.24 sowie einen innen liegenden konkaven Bereich 3.22 zur Aufnahme des Anschlusskabels 4. Weiterhin weist das zweite Teil 3.2 einen umlaufenden Steg 3.21 und einen Vorsprung 3.26 auf. Zwischen dem Steg 3.21 und dem Vorsprung 3.26 befindet sich ein Spalt 3.25. Der umlaufende Steg 3.21 umschließt einen Durchlass im zweiten Teil 3.2.According to the 4 includes the second part 3.2 in turn, also a circumferential edge 3.24 as well as an inside concave area 3.22 for receiving the connection cable 4 , Furthermore, the second part 3.2 a circumferential jetty 3.21 and a lead 3.26 on. Between the jetty 3.21 and the lead 3.26 there is a gap 3.25 , The surrounding jetty 3.21 encloses a passage in the second part 3.2 ,

In den 5 und 6 ist das Bauteil 3 mit eingelegtem Anschlusskabel 4 gezeigt. Das Anschlusskabel 4 weist an einem Ende einen Steckverbinder 4.1 auf, welcher elektrisch und mechanisch mit Innenleitern 4.2 verbunden ist. Die Innenleiter 4.2 sind jeweils isolierend ummantelt. Ferner weist das Anschlusskabel 4 einem isolierenden Außenmantel 4.3 auf. Das Anschlusskabel 4 ist zu sicheren Signalübertragung geschirmt ausgeführt. In the 5 and 6 is the component 3 with inserted connection cable 4 shown. The connection cable 4 has a connector at one end 4.1 on, which electrically and mechanically with internal conductors 4.2 connected is. The inner conductors 4.2 are each coated insulating. Furthermore, the connection cable 4 an insulating outer jacket 4.3 on. The connection cable 4 is shielded for safe signal transmission.

Im Zuge der Konfektionierung des Anschlusskabels 4 wird zunächst der Außenmantel 4.3 partiell, also über eine Teillänge, insbesondere am Ende des Anschlusskabels 4 entfernt, sodass ein Schirm und die isolierten Innenleiter 4.2 freigelegt sind. Um den Schirm herum wird eine Crimphülse aufgebracht. Die Innenleiter 4.2 werden an ihren Enden abisoliert und mit dem Steckverbinder 4.1 verbunden. In the course of assembling the connection cable 4 First, the outer jacket 4.3 partially, so over a partial length, in particular at the end of the connecting cable 4 removed, leaving a shield and the insulated inner conductor 4.2 are exposed. A crimp barrel is applied around the screen. The inner conductors 4.2 are stripped at their ends and with the connector 4.1 connected.

Danach wird an der späteren Fuge zwischen den zwei Teilen 3.1, 3.2, also entlang der Ränder 3.14, 3.24 und entlang der konkaven Bereiche 3.12, 3.22, Kleber 3.3 (siehe 7) aufgetragen. Sodann wird das Anschlusskabel 4 in eines der Teile 3.1, 3.2 eingelegt, wobei der Steckverbinder 4.1 mit den Innenleitern 4.2 durch den Durchlass im zweiten Teil 3.2 geführt wird. Die beiden Teile 3.1, 3.2 werden danach derart gefügt, dass die Crimphülse zur elektrischen Schirmanbindung an den Teilen 3.1, 3.2 anliegt und der Außenmantel 4.3 an den mit Kleber 3 benetzten konkaven Bereichen 3.12, 3.22 angeordnet ist, wobei die Ränder 3.14, 3.24 ebenfalls mit Hilfe des Klebers 3.3 gefügt sind. Nach dem Aushärten des Klebers ist der Fügespalt, welcher zwischen den konkaven Bereichen 3.12, 3.22 und den Ränder 3.14, 3.24 vorliegt hermetisch dicht ausgestaltet. Gleichzeitig sind beide Teile 3.1, 3.2 des Bauteils 3 elektrisch mit der Crimphülse und damit mit dem Schirm des Anschlusskabels 4 verbunden. Bezüglich der erforderlichen Dichtheit ist es vorteilhaft, wenn wie im Ausführungsbeispiel, der Außenmantel 4.3 einen kreisrunden Querschnitt aufweist und die konkaven Bereiche 3.12, 3.22 den Außenmantel 4.3 jeweils in einen Winkel von 180° umschließen. Demnach schneidet eine Verbindungslinie zwischen den Fugenspalten zu beiden Seiten des Querschnitts des Außenmantels 4.3 den Mittelpunkt des Querschnitts.After that, at the later fugue, between the two parts 3.1 . 3.2 so along the edges 3.14 . 3.24 and along the concave areas 3.12 . 3.22 , Glue 3.3 (please refer 7 ) applied. Then the connection cable 4 in one of the parts 3.1 . 3.2 inserted, the connector 4.1 with the inner conductors 4.2 through the passage in the second part 3.2 to be led. The two parts 3.1 . 3.2 are then added so that the crimp sleeve for electrical shield connection to the parts 3.1 . 3.2 is applied and the outer jacket 4.3 to those with glue 3 wetted concave areas 3.12 . 3.22 is arranged, with the edges 3.14 . 3.24 also with the help of the glue 3.3 are joined. After curing of the adhesive is the joint gap, which between the concave areas 3.12 . 3.22 and the edges 3.14 . 3.24 is hermetically dense. At the same time both parts 3.1 . 3.2 of the component 3 electrically with the crimp barrel and thus with the screen of the connection cable 4 connected. Regarding the required tightness, it is advantageous if, as in the embodiment, the outer jacket 4.3 has a circular cross-section and the concave areas 3.12 . 3.22 the outer jacket 4.3 enclose each at an angle of 180 °. Accordingly, a connecting line between the joint gaps cuts on both sides of the cross section of the outer shell 4.3 the center of the cross section.

Innerhalb des zusammengefügten Bauteils 3 verläuft das Anschlusskabel 4, bzw. dessen Innenleiter 4.2 entlang einer gekrümmten Linie. Der Steckverbinder 4.1 ist beweglich relativ zum Bauteil 3 angeordnet durch die Biegeweichheit der Innenleiter 4.2 im Bereich der vom Außenmantel 4.1 befreiten Teillänge.Within the assembled component 3 the connection cable runs 4 , or its inner conductor 4.2 along a curved line. The connector 4.1 is movable relative to the component 3 arranged by the bending softness of the inner conductor 4.2 in the area of the outer jacket 4.1 liberated part length.

Das Anschlusskabel 4 mit dem Bauteil 3 kann nun mit der Kappe 1 zusammengefügt werden. Zu diesem Zweck wird zunächst dafür gesorgt, dass das Halteelement 5 in eine Stellung gemäß der 2 geschwenkt ist. Danach wird das Anschlusskabel 4 mit dem Bauteil 3 in eine Position bzgl. der z-Richtung oberhalb der Öffnung 1.1 der Kappe 1 gebracht. Nachfolgend wird der Steckverbinder 4.1 parallel zur Achse Z zum Steckverbinder 2 auf der Leiterplatte 9 hin bewegt, so dass die beiden Steckverbinder 2, 4.1 ineinandergreifen und eine elektrische Verbindung hergestellt ist. Dieser Vorgang kann vergleichsweise einfach und unkompliziert durchgeführt werden, da der Steckverbinder 4.1 des Anschlusskabels gegenüber dem Bauteil 3 beweglich angeordnet ist, so dass eine feine Positionierung und Bewegung des Steckverbinders 4.1 ohne weiteres möglich ist.The connection cable 4 with the component 3 can now with the cap 1 be joined together. For this purpose, it is first ensured that the retaining element 5 into a position in accordance with 2 is pivoted. Then the connection cable 4 with the component 3 in a position with respect to the z-direction above the opening 1.1 the cap 1 brought. The following is the connector 4.1 parallel to the axis Z to the connector 2 on the circuit board 9 moved so that the two connectors 2 . 4.1 interlock and an electrical connection is made. This process can be performed comparatively simple and uncomplicated, since the connector 4.1 of the connection cable opposite the component 3 is movably arranged, allowing fine positioning and movement of the connector 4.1 is readily possible.

Nachdem die elektrische Verbindung zwischen den Steckverbindern 2, 4.1 hergestellt worden ist, wird das Bauteil 3 und die Kappe 1 zusammengefügt. In diesem Zusammenhang wird zunächst der umlaufende Steg 3.21, welcher am Ende verjüngt ausgestaltet ist, parallel zur Achse Z in die Öffnung 1.1 der Kappe 1 gedrückt. Bei dieser Bewegung wird die Dichtung 6 durch die Druckkraft des Stegs 3.21, also durch eine Kraft, die orthogonal zur Achse Z orientiert ist, verformt (7). Insbesondere wird die Dichtung 6, welche im entspannten Zustand einen runden Querschnitt aufweist, in Richtung der x-y-Ebene deformiert bzw. zusammengedrückt. In der Folge ist der Steg 3.21 rundum dicht in der Öffnung 1.1 platziert. After the electrical connection between the connectors 2 . 4.1 has been made, the component becomes 3 and the cap 1 together. In this context, first, the circumferential bridge 3.21 , which is designed to be tapered at the end, parallel to the axis Z in the opening 1.1 the cap 1 pressed. In this movement, the seal 6 by the pressure of the web 3.21 , ie deformed by a force that is oriented orthogonal to the axis Z ( 7 ). In particular, the seal 6 which has a round cross section in the relaxed state, deformed or compressed in the direction of the xy plane. In the episode is the jetty 3.21 all around tight in the opening 1.1 placed.

Im Zuge des Zusammenfügens des Bauteils 3 und der Kappe 1 wird auch der Steg 1.51 in den Spalt 3.25 gedrückt. Dadurch entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen der Kappe 1 und dem Bauteil 3. Nach dem Zusammenfügen des Bauteils 3 und der Kappe 1 kann das Halteelement 5 um die Schwenkachse T geschwenkt werden bis ein Bereich des Halteelements 5 in die Nut 1.3 (siehe 1 und 7) einrastet. In dieser Stellung wird durch das elastisch verformte Halteelement 5 eine Kraft erzeugt, welche im Wesentlichen parallel zur Achse Z orientiert ist und die das Bauteil 3 an die Kappe 1 drängt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Bauelement sicher in der Öffnung 1.1 verbleibt unter Gewährleistung der ordnungsgemäßen Funktion der Dichtung 6. Durch die spezielle Konstruktion ist aber die Dichtkraft unabhängig von der Haltekraft des Halteelements 5, welches daher mit vergleichsweise großen Toleranzen gefertigt werden kann. Vielmehr ist für die definierte Aufbringung der Dichtkraft die Genauigkeit des ohnehin präzise hergestellten Stegs 3.21 und der die Dichtung 6 aufnehmenden Nut.In the course of assembling the component 3 and the cap 1 will also be the jetty 1:51 in the gap 3.25 pressed. This creates a positive connection between the cap 1 and the component 3 , After assembling the component 3 and the cap 1 can the retaining element 5 be pivoted about the pivot axis T to a portion of the support member 5 in the groove 1.3 (please refer 1 and 7 ) engages. In this position, by the elastically deformed holding element 5 generates a force which is oriented substantially parallel to the axis Z and the component 3 to the cap 1 urges. In this way it is ensured that the component is safe in the opening 1.1 remains under the proper function of the seal 6 , Due to the special construction, however, the sealing force is independent of the holding force of the retaining element 5 , which can therefore be manufactured with comparatively large tolerances. Rather, the accuracy of the already precisely produced web is for the defined application of the sealing force 3.21 and the seal 6 receiving groove.

Andererseits ist so auch für eine sichere Schirmanbindung gesorgt, da durch die vom Halteelement 5 erzeugte mechanische Vorspannung bewirkt, dass die Kappe 1 und die beiden Teile 3.1, 3.2 des Bauteils 3 stets miteinander in Berührkontakt sind. Zudem ist im vorgestellten Ausführungsbeispiel das Halteelement 5 selbst auch aus einem metallischen Werkstoff und damit aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, so dass überdies durch das Halteelement 5 Ladung abfließen kann.On the other hand, this also ensures a secure shield connection, as by the holding element 5 generated mechanical preload causes the cap 1 and the two parts 3.1 . 3.2 of the component 3 always in contact with each other. In addition, in the presented embodiment, the holding element 5 itself also made of a metallic material and thus of an electrically conductive material, so that, moreover, by the holding element 5 Charge can drain.

Dadurch, dass die beiden Teile 3.1, 3.2 des Bauteils 3 durch den Kleber 3.3 dicht miteinander verbunden sind und obendrein der Außenmantel 4.3 mit den Teilen 3.1, 3.2 dicht verklebt ist kann kein Staub und keine Flüssigkeit durch die Fuge des Bauteils 3 in das Innere der Kappe 1 gelangen. Ebenso versperrt die Dichtung 6 den Weg für Staub oder Flüssigkeit ins Innere der Kappe 1. Folglich ist die Winkelmesseinrichtung auch dann noch funktionsfähig, wenn diese zeitweilig im Wasser untergetaucht werden würde.By doing that, the two parts 3.1 . 3.2 of the component 3 through the glue 3.3 are tightly interconnected and on top of that the outer jacket 4.3 with the parts 3.1 . 3.2 is tightly glued can not dust and no liquid through the joint of the component 3 into the inside of the cap 1 reach. Likewise, the seal obstructs 6 the way for dust or liquid inside the cap 1 , Consequently, the angle measuring device is still functional even if it would be submerged temporarily in the water.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 8418488 U1 [0004]

Claims

Angle measuring device for measuring the relative angular position between two machine parts, which are rotatable about an axis (Z), wherein the angle measuring device - a cap ( 1 ), - a connector ( 2 ) inside the cap ( 1 ), - a component ( 3 ) into which a connecting cable ( 4 ) with another connector ( 4.1 ), - a holding element ( 5 ) and - a seal ( 6 ) in a gap between the component ( 3 ) and the cap ( 1 ), wherein the angle measuring device is configured such that the cap ( 1 ) and the component ( 3 ) are joined together by a relative movement, which has a directional component parallel to the axis (Z), the seal ( 6 ) after assembling the cap ( 1 ) and the component ( 3 ) is deformed by a force which is oriented with a directional component orthogonal to the axis (Z), and by the holding element ( 5 ) a force can be generated, which is oriented with a direction component parallel to the axis (Z) and which in the assembled state, the component ( 3 ) to the cap ( 1 ) urges.

Angle measuring device according to claim 1, wherein the retaining element ( 5 ) is designed as a pivotable bracket.

Angle measuring device according to claim 2, wherein the bracket is pivotable about a pivot axis (T), which is oriented with a tangential direction component.

Angle measuring device according to claim 2 or 3, wherein the cap ( 1 ) and the component ( 3 ) are configured so that the bracket is disposed within the outer contour of the angle measuring device.

Angle measuring device according to one of the preceding claims, wherein the retaining element ( 5 ) in a groove ( 1.3 ) on the cap ( 1 ) is latched.

Angle measuring device according to one of the preceding claims, wherein the retaining element ( 5 ) the component ( 3 ) axially and radially surrounds.

Angle measuring device according to one of the preceding claims, wherein the retaining element ( 5 ) in at least one recess ( 1.4 ) of the cap ( 1 ), wherein the at least one recess ( 1.4 ) with respect to the interior of the cap ( 1 ) are closed.

Angle measuring device according to claim 7, wherein the retaining element ( 5 ) in the at least one recess ( 1.4 ) is rotatably fixed.

Angle measuring device according to one of the preceding claims, wherein the component ( 3 ) at least two parts ( 3.1 . 3.2 ) and the gap between the parts ( 3.1 . 3.2 ) is designed sealed.

Angle measuring device for measuring the relative angular position between two machine parts, which are rotatable about an axis (Z), wherein the angle measuring device - a cap ( 1 ), - a connector ( 2 ) relating to the cap ( 1 ) is stationary, - a connection cable ( 4 ) with another connector ( 4.1 ), which in one component ( 3 ), - a retaining element ( 5 ) and - a seal ( 6 ) in a gap between the component ( 3 ) and the cap ( 1 ) is arranged, wherein the angle measuring device is configured such that by a relative movement of the two connectors ( 2 . 4.1 ) an electrical connection can be produced, and the relative movement has a direction component parallel to the axis (Z), the cap ( 1 ) and the component ( 3 ) are joined together by a relative movement, which has a directional component parallel to the axis (Z), the seal ( 6 ) after assembling the cap ( 1 ) and the component ( 3 ) is deformed by a force which is oriented with a directional component orthogonal to the axis (Z), and by the holding element ( 5 ) a force can be generated, which is oriented with a direction component parallel to the axis (Z) and which in the assembled state, the component ( 3 ) to the cap ( 1 ) urges.

An angle measuring device according to claim 10, wherein the further connector ( 4.1 ) relative to the component ( 3 ) is movably arranged.

Angle measuring device according to one of claims 10 or 11, wherein the connection cable ( 4 ) an outer jacket ( 4.1 ), this outer jacket ( 4.1 ) at least over a partial length within the component ( 3 ) is removed.

Angle measuring device according to one of claims 10 to 12, wherein the connecting cable ( 4 ) at least one wire ( 4.2 ), which within the component ( 3 ) runs along a curved line. Angle measuring device according to one of claims 10 to 13, wherein the component ( 3 ) at least two parts ( 3.1 . 3.2 ), wherein the joint between the at least two parts ( 3.1 . 3.2 ) and the gap between the outer contour of the connection cable ( 4 ) and the component ( 3 ) are designed sealed.