DE102012107298A1 - Attachment element for fixing on plate-shaped element, has corner or projection to limit partial area of outlet opening of channel, where cable is jammed on partial area by tensile load in parallel direction away from plate-shaped element - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Aufsatzelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Anordnung in einem Messgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9 und ein Messgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The invention relates to an attachment element according to the preamble of claim 1, as well as a device for arrangement in a measuring device according to the preamble of
Durchflussmessgeräte weisen oftmals ein mit Sensoren ausgestattetes Messrohr und ein Anzeigeelement auf, welche durch Bajonett oder Schraubverschlüsse miteinander verbunden sind. Diese zueinander verdrehbaren Segmenten des Messgerätes benötigen zur Übertragung der im Messrohr ermittelten Messsignale eine Signalleitung in Form von Kabeln und ggf. auch eine Stromübertragung. Diese wird durch Kabel erreicht, welche über Lötstellen an einer Leiterplatte festgelegt sind. Die Leiterplatte ist wiederum durch Steckverbindungen mit der im Anzeigeelement und/oder der im Messrohr angeordneten Elektronik kontaktiert. Beim Verschrauben des Messrohres mit dem Anzeigenelement wirken auf die an der Leiterplatte angelöteten Kabel Zugkräfte und Drehkräfte bzw. durch Drehbewegung verursachte Zugkräfte, welche die Lötverbindungen belasten und zu einem Ablösen der Kabel an den Lötstellen führen.Flowmeters often have a sensor equipped with a measuring tube and a display element, which are connected by bayonet or screw caps. These mutually rotatable segments of the measuring device require a signal line in the form of cables and possibly also a current transmission for the purpose of transmitting the measuring signals determined in the measuring tube. This is achieved by cables which are fixed via solder joints on a printed circuit board. The printed circuit board is in turn contacted by plug connections with the electronics arranged in the display element and / or in the measuring tube. When screwing the measuring tube with the display element act on the soldered to the circuit board cable tensile forces and torsional forces or caused by rotary motion tensile forces, which load the solder joints and lead to a detachment of the cable at the solder joints.
Dem wurde bislang entgegengewirkt durch Einbringen eines Langlochs in die Leiterplatte, durch welche die Kabel geführt wurden. Dadurch wurde an den Kanten des Langlochs ein Verklemmen der Kabel bei erhöhter Zugbelastung erreicht und somit eine Zugentlastung bewirkt. Diese Vorgehensweise hat sich grundsätzlich bewährt, allerdings war die Montage des Messgerätes relativ zeitaufwenig aufgrund des Durchführens der Kabel durch das Langloch nach dem Löten. Ein vorheriges Durchführen brachte das Problem mit sich, dass man die Kabel an den Lötstellen ständig niederdrücken musste und keine optimale Lötverbindung geschaffen wurde.This has been counteracted by introducing a long hole in the circuit board, through which the cables were passed. As a result, jamming of the cable at elevated tensile load was achieved at the edges of the slot and thus causes a strain relief. This procedure has proven itself in principle, however, the installation of the meter was relatively time-consuming due to the passage of the cable through the slot after soldering. A previous implementation brought the problem that you had to constantly press down the cables at the solder joints and no optimal solder joint was created.
Ausgehend davon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Aufsatzelement bereitzustellen, welches eine Zugentlastung erbringt und einfach und schnell montierbar ist.Based on this, it is an object of the present invention to provide an attachment element which provides a strain relief and is easy and quick to install.
Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Anordnung in einem Messgerät und ein Messgerät bereitzustellen, welche eine kürzere Montagezeiten bedürfen.Moreover, it is an object of the present invention to provide a device for arrangement in a measuring device and a measuring device, which require a shorter assembly times.
Die Erfindung löst diese Aufgaben durch ein Aufsatzelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Vorrichtung zur Anordnung in einem Messgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und mit einem Messgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 12.The invention solves these objects by an attachment element with the features of claim 1, a device for arrangement in a measuring device with the features of
Erfindungsgemäß weist ein Aufsatzelement zum Festlegen auf einem plattenförmigen Element, insbesondere einer Leiterplatte, welche eine ebene Plattenoberseite und eine ebene Plattenunterseite sowie Plattenkanten aufweist, zumindest ein Befestigungsmittel zum Festlegen des Aufsatzelements an dem plattenförmigen Element auf, wobei das Aufsatzelement derart ausgebildet ist, dass es in Verbindung mit der Plattenoberseite und zumindest einer Plattenkante einen Kanal ausbildet mit einer Eintritts- und einer Austrittsöffnung zum Durchführen eines am plattenförmigen Element festgelegten Kabels, und wobei das Aufsatzelement eine Kante oder einen Vorsprung aufweist, welche einen Teilbereich der Austrittsöffnung des Kanals begrenzt, an welcher sich das Kabel unter Zugbelastung in einer parallel von dem plattenförmigen Element wegführenden Richtung verklemmt.According to the invention, an attachment element for fixing on a plate-shaped element, in particular a printed circuit board, which has a flat plate top and a flat plate underside and plate edges, at least one fastening means for fixing the attachment element to the plate-shaped element, wherein the attachment element is designed such that it in Connection with the plate top and at least one plate edge forms a channel having an inlet and an outlet opening for passing a cable fixed to the plate-shaped element, and wherein the attachment element has an edge or a projection which defines a portion of the outlet opening of the channel, at which the cable is clamped under tensile load in a direction parallel to the plate-shaped element.
Durch die Schaffung eines zugentlastenden Kanals durch das Aufsatzelement gelingt eine schnellere Montage, da beispielsweise auch Kabel im bereits angelöteten Zustand mit dem Aufsatzelement versehen werden können und nicht durch ein Leiterplatten-Langloch gefädelt werden müssen.By creating a zugentlastenden channel through the attachment succeeds a faster installation, since, for example, cables in the already soldered state can be provided with the attachment element and do not need to be threaded through a circuit board slot.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Es ist von Vorteil, wenn das Aufsatzelement als Befestigungsmittel zumindest ein Federelement mit einem Federschenkel mit einem Rastelement aufweist, zur Verrastung des Aufsatzelements auf dem plattenförmigen Element, wobei das Federelement zumindest eine Plattenkante umgreift, derart dass die Federkraft des Federelements auf die Plattenoberseite und die Plattenunterseite einwirkt. Durch diese Verrastung wird eine sichere Verbindung zwischen Aufsatzelement und Leiterplatte auch unter Einwirkung von Zugkräften erreicht, wobei durch die Verrastung zusätzlich Montageaufwand gespart werden kann.It is advantageous if the attachment element has as attachment means at least one spring element with a spring leg with a latching element, for latching the attachment element on the plate-shaped element, wherein the spring element engages around at least one plate edge, such that the spring force of the spring element on the top plate and the underside of the plate acts. By this locking a secure connection between the attachment element and circuit board is achieved even under the action of tensile forces, which can be saved by the locking additional assembly work.
Eine vorteilhafte Führung der Kabel erfolgt insbesondere, wenn Aufsatzelement zumindest ein plattenförmiges Zentralelement aufweist, welches im Wesentlichen parallel zur einer Aufsteckrichtung des Aufsatzelements auf dem plattenförmigen Element verläuft.An advantageous guidance of the cables takes place, in particular, when attachment element has at least one plate-shaped central element, which runs essentially parallel to a direction of attachment of the attachment element on the plate-shaped element.
Durch die Führung des Kabels in diesem durch das Aufsatzelement geschaffenen Kanal wird zudem eine bessere Führung der Kabel als bisher möglich, so dass auch eine bessere Zug- und Drehentlastung des Kabels gegenüber dem bislang bekannten Leiterplatten-Langloch erreicht wird.By guiding the cable in this created by the attachment element channel also better guidance of the cable than previously possible, so that a better tension and rotation relief of the cable over the previously known circuit board slot is achieved.
Es ist von Vorteil, wenn der Vorsprung und/oder die endständige Kante aus dem plattenförmigen Zentralelement hervorsteht und der Übergang vom plattenförmigen Zentralelement zum Vorsprung oder der Kante als Kehlung ausgebildet ist. Durch die Kehlung erfolgt eine Umlenkung ohne dass das Kabel durchknickt oder sich verhakt oder durch die Kante beschädigt wird.It is advantageous if the projection and / or the terminal edge protrudes from the plate-shaped central element and the transition from the plate-shaped central element to the projection or the edge is formed as a groove. Through the Kehlung there is a deflection without the cable kinks or gets caught or damaged by the edge.
Das Aufsatzelement weist dabei zumindest eine Führung, vorzugsweise eine u-förmige Führung, für die Leiterplatte auf, wobei ein Teil dieser Führung durch das Federelement gebildet wird. Hierdurch wird ein gezieltes Aufstecken des Aufsatzelements möglich, was weitere Montagevorteile mit sich bringt.The attachment element has at least one guide, preferably a U-shaped guide, for the printed circuit board, wherein a part of this guide is formed by the spring element. As a result, a targeted attachment of the attachment element is possible, which brings with it further assembly advantages.
Zur Befestigung weiterer Kabel, welche nicht ohne Weiteres im Kanal zwischen Aufsatzelement und Leiterplatte angeordnet werden können, weist das Aufsatzelement eine oder mehrere aus dem plattenförmigen Zentralelement herausstehende Haltevorrichtungen auf. Diese Haltevorrichtungen sind vorzugsweise hakenförmig ausgebildet und stehen in entgegengesetzter Richtung zum plattenförmigen Element von dem Aufsatzelement ab.For attachment of further cables, which can not readily be arranged in the channel between the attachment element and the printed circuit board, the attachment element has one or more holding devices protruding from the plate-shaped central element. These holding devices are preferably hook-shaped and are in the opposite direction to the plate-shaped element of the attachment element.
Eine vorteilhafte Umleitung der Kabel um ein Verklemmen bei für eine Zugbelastung zu bewirken erfolgt, sofern die Kante und/oder den Vorsprung eine Umleitung des Kabels von der Oberfläche des plattenförmigen Elements in einem Winkel von vorzugsweise mindestens 10°, vorzugsweise mindestens 20°, insbesondere mindestens 25° ermöglichen.An advantageous diversion of the cable to effect jamming in for a tensile load, provided that the edge and / or the projection, a diversion of the cable from the surface of the plate-shaped element at an angle of preferably at least 10 °, preferably at least 20 °, in particular at least 25 ° allow.
Ein weiteres vorteilhaftes konstruktives Merkmal des Aufsatzelements kann dadurch ermöglicht werden, indem das plattenförmige Zentralelement einen Vorsprung aufweist, welcher geeignet ist zum Anpressen des Kabels auf die Leiterplatte. Dadurch wird eine zusätzliche Schonung der Lötnaht bzw. der Befestigungsstelle des Kabels erreicht, da auf diese Weise eine Kabelausrichtung entlang des plattenförmigen Elements vorgegeben wird.A further advantageous constructive feature of the attachment element can be made possible by the plate-shaped central element having a projection which is suitable for pressing the cable onto the printed circuit board. As a result, an additional protection of the solder seam or the attachment point of the cable is achieved, since in this way a cable orientation along the plate-shaped element is specified.
Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung zur Anordnung in einem Messgerät ein plattenförmiges Element, insbesondere eine Leiterplatte, zumindest ein daran angelötetes Kabel und ein Aufsatzelement nach einem der Ansprüche 1–6, zur Zugentlastung des angelöteten Kabels, auf, wobei das plattenförmige Element und das Aufsatzelement derart miteinander befestigt, insbesondere verrastet, sind, dass sie den Kanal für das Kabel bilden, in welchem sich das Kabel unter Zugbelastung verklemmt.According to the invention, a device for arrangement in a measuring device has a plate-shaped element, in particular a printed circuit board, at least one cable soldered thereto and an attachment element according to one of claims 1-6, for strain relief of the soldered cable, wherein the plate-shaped element and the attachment element with each other fastened, in particular locked, are that they form the channel for the cable, in which the cable jammed under tensile load.
Diese schnell zu montierende Vorrichtung erweist sich als im hohen Grade zugentlastend und drehentlastend für das oder die Kabel.This quick-mounting device proves to be highly strain-relieving and torsional loading for the cable (s).
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the device are the subject of the dependent claims.
Für eine vorteilhafte Orientierung der Kabel im Kanal können in das plattenförmige Element Rillen oder Vertiefungen eingebracht sind zur Führung des Kabels auf dem plattenförmigen Element.For an advantageous orientation of the cable in the channel grooves or depressions can be introduced for guiding the cable on the plate-shaped element in the plate-shaped element.
Für eine vorteilhafte seitliche Führung kann das plattenförmige Element eine randseitige u-förmige Aussparung entlang der Plattenkante aufweisen, welche einen Teilbereich der Austrittsöffnung des Kanals begrenzt.For an advantageous lateral guidance, the plate-shaped element may have an edge-side U-shaped recess along the plate edge, which delimits a partial region of the outlet opening of the channel.
Erfindungsgemäß ist in einem Messgerät, insbesondere einem Durchflussmessgerät, mit zumindest zwei zueinander verdrehbaren Segmenten zumindestens in einem der beiden verdrehbaren Segmente eine Vorrichtung, gemäß Anspruch 9 angeordnet, wobei das Kabel zwischen den beiden Segmenten verläuft.According to the invention, a device according to
Aufgrund der Drehsicherheit des Kabels durch das Element und die geführte Verdrillung mehrerer Kabel eignet sich die zuvor-beschriebene Vorrichtung zum Einsatz in Messgeräten mit zueinander verdrehbaren Segmenten, die beispielsweise über Bajonettverschlüsse oder Schraubverbindungen miteinander verbunden bzw. zueinander verdrehbar sind.Due to the rotational security of the cable through the element and the guided twisting of several cables, the previously described device is suitable for use in measuring devices with mutually rotatable segments, which are connected to each other, for example via bayonet locks or screw connections or to each other.
Dabei ist es von Vorteil, wenn ein Messgerät zumindest als erstes der Segmente eine Anzeige und/oder Auswerteeinheit umfasst und zumindest als zweites der Segmente einen Sensor umfasst.It is advantageous if a measuring device at least as the first of the segments comprises a display and / or evaluation and at least as the second of the segments comprises a sensor.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Sie zeigen:An embodiment of the invention will be described below with reference to the accompanying figures. They show:
Durchflussmessgeräte sind grundsätzlich bekannt und können auf unterschiedlichen Messprinzipien beruhen. Durchflussmessgeräte sind beispielsweise magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte, Ultraschall-Durchflussmessgeräte, thermische Massedurchflussmessgeräte, Coriolis-Durchflussmessgeräte, Differenzdruck-Durchflussmessgeräte oder auch Vortex-Durchflussmessgeräte. Darüber hinaus kann die Erfindung auch in anderen Messgeräten, beispielsweise zur Füllstandsmessung oder zur Flüssigkeitsanalyse eingesetzt werden.Flowmeters are basically known and can work on different Based on measuring principles. Flowmeters are, for example, electromagnetic flowmeters, ultrasonic flowmeters, thermal mass flowmeters, Coriolis flowmeters, differential pressure flowmeters or vortex flowmeters. In addition, the invention can also be used in other measuring devices, for example for level measurement or liquid analysis.
Das Durchflussmessgerät der
Der Zusammenbau des Messrohres
Dabei ergibt sich während der Montage eine Zug- und/oder Drehbelastung der Verbindungspunkte zwischen den Kabeln
Durch diese Drehbewegung erfolgt ein Verdrillen der Kabel
Um eine Zugentlastung zu erreichen wurde bislang ein Langloch in die Leiterplatte eingebracht, durch welches die Kabel nach dem Anlöten gefädelt wurden. Dabei mussten die Kabel zum Löten auf die Leiterplatte gedrückt werden. Die Kabel wurden anschließend mit der Oberfläche der Leiterplatte verlötet und durch das Langloch geführt. Dadurch wird eine Zugentlastung erreicht, da sich bei Einwirken einer Zugkraft auf das Kabel, dieses Kabel im Langloch verklemmt.In order to achieve a strain relief has been introduced a slot in the circuit board through which the cables were threaded after soldering. The cables had to be pressed onto the PCB for soldering. The cables were then soldered to the surface of the circuit board and passed through the slot. As a result, a strain relief is achieved because when a tensile force acts on the cable, this cable jammed in the slot.
Eine Zugentlastung von verlöteten Kabeln auf einer Leiterplatte wird dadurch erreicht dass das Kabel möglichst entlang der Oberfläche geführt wird. Dadurch wird die Lötnaht im geringerem Maße beansprucht als durch eine Zugbewegung senkrecht von der Oberfläche der Leiterplatte weg. Darüber hinaus sollte sich das Kabel an einer Kante
Aufgrund der Drehbewegung, welche die Auswerte und/oder Anzeigeeinheit
Wie sich aus
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Aufsatzelement
Im vorliegenden Fall wird die Eintrittsöffnung durch die Oberseite der Leiterplatte und den Rand des Aufsatzelements begrenzt und die Austrittsöffnung durch die Kante des Aufsatzelements und eine Leiterplattenkante.In the present case, the inlet opening is bounded by the upper side of the printed circuit board and the edge of the attachment element and the outlet opening by the edge of the attachment element and a printed circuit board edge.
Hinsichtlich der Feder- und Rastelemente sind vielfältige weitere Ausgestaltungen denkbar. Auch andere Befestigungsmittel, z.B. Steckstifte sind als Befestigungsmittel geeignet, wobei diese auf die Leiterplatte aufgesteckt und rückseitig von der Leiterplatte umgebogen werden können. Federelemente mit Rastmitteln sind allerdings zu bevorzugen, da hier eine noch schnellere Montage erfolgen kann. Als Federelement kann auch das Zentralsegment
In der in den
Aus dem Zentralsegment
Die Kante
Alternativ zu einer Kehlung eines Endabschnittes bzw. einer Kante
Die nicht näher dargestellte flache Leiterplatte ist, anders als bisher, in einem Endsegment vorzugsweise u-förmig ausgestaltet. Dies kann beispielsweise durch Ausstanzen oder Aussägen erreicht werden.The non-illustrated flat circuit board is, unlike previously, in an end segment preferably configured U-shaped. This can be achieved for example by punching or sawing.
Dadurch wird ein Einlegen der Kabel nach dem Verlöten ermöglicht. Ein zeitaufwendiges Durchführen der Kabel, wie bei einem Langloch, muss nicht mehr erfolgen, da die Kabelführung und Zugentlastung durch das Aufstecken und Verrasten des Aufsatzelements
Die Leiterplatte
Aufgrund der häufigen Bewegung der Kabel im Betrieb, konnten diese sich bisher bei einer Anordnung in einem Langloch übereinanderlagern, sofern keine Zugbelastung vorlag. Kam es anschließend zu einer Zugbelastung und einem gleichzeitigen Verdrehen, so bestand die Gefahr durch die gleichzeitige Dreh- und Zugbelastung, dass die Lötnaht insbesondere der äußeren Kabel löste. Durch das Aufsatzelement wird eine Schlitzbreite oberhalb der Leiterplatte definiert, welche ein Überlagern der Kabel untereinander verhindert.Due to the frequent movement of the cables during operation, they were previously able to overlap one another when arranged in a slot, provided that no tensile load was present. If there was then a tensile load and a simultaneous twisting, so was the risk of the simultaneous rotational and tensile load that solved the solder seam, especially the outer cable. By the attachment element, a slot width is defined above the circuit board, which prevents overlapping of the cable with each other.
Durch die Auskehlung werden mögliche Schereffekte, wie sie bei einer Kante, die mit 90° Winkel vom Zentralsegment abstehen würden, verhindert.The groove prevents possible shear effects, such as would occur with an edge that would project at 90 ° from the central segment.
Zudem wird durch die verbesserte Führung eine optimale Verdrillung der Kabel bei einer Drehbewegung erreicht, so dass ein Kabelbinder oder dergleichen entfallen kann.In addition, an optimal twisting of the cable is achieved during a rotational movement by the improved leadership, so that a cable tie or the like can be omitted.
Das Aufsatzelement besteht dabei vorzugsweise aus einem Kunststoff.The attachment element is preferably made of a plastic.
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