DE19543372A1 - Winkelmeßeinrichtung - Google Patents
WinkelmeßeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Winkelmeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
Derartige Winkelmeßeinrichtungen dienen zur Messung von Drehbewe
gungen einer Welle über eine oder mehrere Umdrehungen. Die Drehbewe
gung wird dabei inkremental oder absolut erfaßt der ausgegebene Meßwert
ist abhängig davon eine Folge von Zählimpulsen, ein Zählerwert oder ein
Codewert. In Verbindung mit Zahnstangen oder Gewindespindeln lassen
sich mit derartigen Winkelmeßeinrichtungen auch lineare Bewegungen
messen.
Über Anschlußkabel werden der Winkelmeßeinrichtung eine Betriebsspan
nung zugeführt und die Meßsignale abgenommen und an eine Folgeelek
tronik weitergeleitet. Hierzu sind bei bekannten Winkelmeßeinrichtungen am
Gehäuse axial oder radial nach außen weisende Stecker vorgesehen.
Derartige am Gehäuse fest montierte Stecker erhöhen die Baugröße der
Winkelmeßeinrichtung erheblich. Aus diesem Grund wurde gemäß der DE
84 18 488 U1 versucht, den Stecker als zylindrisches Gehäuseteil
auszubilden. Nachteilig dabei ist, daß das daran anzuschließende Kabel nur
radial angeschlossen werden kann. Die Handhabung wird erschwert, wenn
die zu montierende Winkelmeßeinrichtung am Einbauort radial nicht
zugänglich ist.
Aus der DE 43 04 032 A1 - von der diese Erfindung ausgeht - ist eine
Winkelmeßeinrichtung bekannt, bei der die Steckverbindung innerhalb des
Gehäuses der Meßeinrichtung angeordnet ist. Um diese Steckverbindung
zugänglich zu machen, ist am Gehäuse eine segmentförmige Aussparung
vorgesehen, die durch eine schwenkbare Haube abdeckbar ist. Die Haube
bildet in der Abdeckstellung eine mechanische Zugentlastung für das von
der Steckverbindung nach außen führende Anschlußkabel.
Ein Nachteil dieser Winkelmeßeinrichtung besteht darin, daß die
Zugentlastung ausschließlich im geschlossenen Zustand der Haube
wirksam ist, und daß die Zugentlastung durch die Verriegelung der Haube
gebildet wird. Dadurch besteht die Gefahr, daß bei auftretender Zugkraft am
Anschlußkabel sich die Haube öffnet. Ein weiterer Nachteil dieser
Winkelmeßeinrichtung ist, daß das Anschlußkabel direkt am Außenumfang
des Gehäuses geklemmt ist und dadurch die Richtung des wegführenden
Anschlußkabels fest vorgegeben ist. Diese Richtung kann nur dadurch
geändert werden, indem das Anschlußkabel außerhalb des Gehäuses
gebogen wird, wozu ein freier Raum zur Verfügung stehen muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Winkelmeßeinrichtung zu
schaffen, die kompakt aufgebaut und flexibel einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird von einer Winkelmeßeinrichtung mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen entnimmt man den abhängigen Ansprüchen.
Die Vorteile der erfindungsgemäß ausgebildeten Winkelmeßeinrichtung
bestehen darin, daß die Meßeinrichtung einfach aufgebaut ist und ein
einfacher und flexibler Einbau gewährleistet ist, indem die Richtung des
Kabelausgangs beliebig gewählt werden kann, ohne daß der Einbauraum
größer als die Außenkontur der Meßeinrichtung selbst sein muß. Ein
weiterer Vorteil ist, daß das Anschlußkabel vom Hersteller oder vom
Anwender der Meßeinrichtung einfach montiert oder ausgewechselt werden
kann, und daß die Zugentlastung unabhängig von einer verschließbaren
Haube wirksam ist. Weiterhin bildet das Gehäuse der Winkelmeßeinrichtung
eine Abschirmung gegenüber äußere elektromagnetische Felder.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Winkelmeßeinrichtung im Querschnitt
längs der Wellenachse und
Fig. 2 eine Draufsicht auf diese Winkelmeßeinrich
tung.
Die in den Figuren dargestellte Winkelmeßeinrichtung weist eine Welle 1
zum Anschluß an einen zu messenden Körper auf. Die Verbindung
zwischen der Welle 1 und dem zu messenden Körper wird beispielsweise
mit einem durch die Welle 1 ragenden Verbindungselement in Form einer
Schraube 2 realisiert.
Die Winkelmeßeinrichtung selbst wird über einen Grundkörper 3 an einem
weiteren Körper befestigt. Der zu messende Körper ist beispielsweise eine
Motorwelle und der weitere Körper das stationäre Motorgehäuse.
In bekannter Weise ist die Welle 1 im Grundkörper 3 drehbar gelagert,
wobei an der Welle 1 eine Codescheibe 4 befestigt ist und/oder die Welle 1
über ein Getriebe eine oder mehrere Codescheiben antreibt. Die
Codescheibe 4 wird im gezeigten Beispiel lichtelektrisch von einer
Abtasteinrichtung 5 abgetastet. Da die Codescheibe 4 im Durchlichtverfah
ren abgetastet wird, ist hierzu eine Lichtquelle 5.1 im Grundkörper 3 auf
einer Seite der Codescheibe 4 und ein Detektor 5.2 auf der anderen Seite
der Codescheibe 4 angeordnet. Der Detektor 5.2 befindet sich auf einer
Leiterplatte 6 und zwar auf der Seite, die der Codescheibe 4 zugewandt ist.
Auf der anderen Seite der Leiterplatte 6 sind elektrische Bauelemente 7 zur
Signalformung - beispielsweise Verstärkung und Digitalisierung - der vom
Detektor 5.2 gelieferten Abtastsignale angeordnet. Auf der Leiterplatte 6
befindet sich weiterhin ein Teil 8.1 einer Steckverbindung 8. Das korre
spondierende Teil 8.2 dieser Steckverbindung 8 ist an einem nach außen
führenden Anschlußkabel 9 befestigt.
Zum Schutz der Winkelmeßeinrichtung ist ein topfförmiges Gehäuse 10
vorgesehen, welches über den Umfang klemmend am Grundkörper 3
befestigt ist. Im dargestellten Beispiel ist diese Verbindung eine Ring
schnappverbindung, bei der im Grundkörper 3 eine Nut 11 und am Gehäuse
10 ein korrespondierender Vorsprung 12 vorgesehen ist.
Mit dem Gehäuse 10 wird die Leiterplatte 6 axial an eine Fläche 13 des
Grundkörpers 3 gedrückt. Hierzu weist das Gehäuse 10 einen ringförmigen
Absatz 14 auf.
Das Gehäuse 10 weist in seinem Innenraum eine Vorrichtung 15 zur
Zugentlastung des Anschlußkabels 9 auf. Diese Vorrichtung 15 ist integraler
Bestandteil des Gehäuses 10 und besteht aus einer Ringnut 16, in die ein
Vorsprung 17 eines mit dem Anschlußkabel 9 fest verbundenen Teiles 18
eingreift, wodurch ein Formschluß zwischen dem Gehäuse 10 und dem
Anschlußkabel 9 bzw. dem Teil 18 entsteht. Eine am Anschlußkabel 9
außerhalb der Winkelmeßeinrichtung angreifende Zug kraft wird dadurch
nicht auf die Steckverbindung 8 übertragen.
Das am Anschlußkabel 9 befestigte Teil 18 ist vorzugsweise eine
Crimphülse, die eine Verdickung 16 aufweist. Diese Crimphülse 18 ist
elektrisch leitend und ist zur sicheren und einfachen Befestigung in einer
Passung 19 des Gehäuses 10 geklemmt. Diese Passung 19 ist an die Form
der Hülse 18 angepaßt und umgreift diese nach dem Einschnappen
teilweise. Die Crimphülse 18 stellt somit eine elektrische Verbindung
zwischen dem Schirm des Anschlußkabels 9 und dem Gehäuse 10 her. Das
Gehäuse 10 ist beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Kunststoff
oder aus einem elektrisch leitend beschichteten Kunststoff hergestellt -
insbesondere ein Spritzgußteil. Die Passung 19 und die Ringnut 16 sind
derart im Gehäuse 10 angeordnet, daß das Anschlußkabel 9 im Passungs
bereich senkrecht zur Längsachse X der Winkelmeßrichtung verläuft.
Zur vollständigen Abschirmung der Bauelemente 7 vor elektromagnetischen
Feldern weist das Gehäuse 10 eine Hülse 20 auf. Diese Hülse 20 ist so
ausgebildet, daß sie mit einer elektrisch leitenden Fläche 21 der Leiterplatte
6 elektrischen Kontakt hat. Die Leiterplatte 6 weist beispielsweise einen
leitenden Ring 21 auf. Die Hülse 20 schützt auch die Leiterplatte 9 und die
Bauelemente 7 vor mechanischer Beschädigung.
Zum einfachen Anschluß und Auswechseln des Anschlußkabels 9 ist an
einem axialen Ende des Gehäuses 10 eine verschließbare Öffnung 22
vorgesehen. Diese Öffnung 22 ist mit einem aufklappbaren Deckel 23
verschließbar. Der Deckel 23 ist im Beispiel integraler Bestandteile des
Gehäuses 10 und über ein Filmscharnier 24 auf- und zuklappbar. Im
zugeklappten Zustand wird der Deckel 23 von einem Verriegelungshaken 25
des Gehäuses 10 gehalten, so daß die Winkelmeßeinrichtung allseitig
zumindest staubdicht verschlossen und gegen elektromagnetische Felder
abgeschirmt ist. In der aufgeklappten Stellung des Deckels 23 - in Fig. 1
gestrichelt dargestellt - kann der Hersteller der Winkelmeßeinrichtung sowie
der Anwender das Anschlußkabel 9 an das Teil 8.1 der Steckverbindung
anschließen und das Anschlußkabel 9 in die Vorrichtung 15 zur Zugentla
stung einlegen. Das Gehäuse 10 ist so ausgebildet, daß ausschließlich das
Steckverbindungsteil 8.1 über eine Gehäuseöffnung 26 bei geöffnetem
Deckel 23 von außen zugänglich ist. Die weiteren Bauelemente 7 auf der
Leiterplatte 6 sowie die Leiterplatte 6 selbst sind auch im geöffneten
Zustand des Deckels 23 vom Gehäuse 10 abgedeckt.
Um eine einfache Montage der Welle 1 der Winkelmeßeinrichtung an eine
zu messende Welle zu gewährleisten, ist die Schraube 2 ebenfalls bei
geöffnetem Deckel 23 zugänglich. Die Hülse 20 verhindert eine Beschädi
gung der Leiterplatte 6 und der Bauelemente 7, wenn der Anwender die
Schraube 2 mit einem Werkzeug von der Öffnung 22 her betätigt.
Die Vorrichtung 15 zur Zugentlastung ist innerhalb des Gehäuses 10 mit
Abstand zur Außenkontur des Grundkörpers 3 und Gehäuses 10
angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß das Anschlußkabel 9 innerhalb eines
Bereiches der Winkelmeßeinrichtung selbst von der Vorrichtung 15 bis zur
Außenkontur beliebig gebogen werden kann. Dadurch kann ein beliebig
radialer oder auch axialer Kabelausgang gewählt werden.
Zusammenfassend hat die erfindungsgemäß ausgebildete Winkelmeßein
richtung folgende Vorteile:
- - flexibler Kabelausgang bei kleiner Baugröße;
- - kostengünstige Herstellung, da einstückiges Gehäuse 10 mit Deckel 23;
- - vollständiger Berührungsschutz der Leiterplatte 6 auch während des Kabelanschlusses;
- - sichere Zugentlastung 15 und gute elektrische Verbindung des Anschlußkabels 9 mit dem Gehäuse 10;
- - kein Spezialwerkzeug zum Öffnen und Schließen des Deckels 23 erforderlich;
- - Zusatzfunktionen wie zum Beispiel Klemmung der Leiterplatte 6 in Gehäuse 10 integriert;
- - sichere Zugentlastung unabhängig von der Stellung des Deckels 23 gewährleistet.
Claims (17)
1. Winkelmeßeinrichtung mit einem Gehäuse (10), das eine mit einem
Deckel (23) verschließbare Öffnung (22) aufweist und innerhalb des
Gehäuses (10) eine Steckverbindung (8) zum elektrischen Anschluß
eine Kabels (9) vorgesehen ist, die von der verschließbaren Öffnung
(22) her zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des
Gehäuses (10) eine Vorrichtung (15) zur Zugentlastung dieses Kabels
(9) vorgesehen ist, welche integraler Bestandteil des Gehäuses (10) ist
und unabhängig von der Stellung des Deckels (23) wirksam ist, und daß
weiterhin diese Vorrichtung (15) von der verschließbaren Öffnung (22)
her zugänglich ist.
2. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (10) elektrisch leitend ausgebildet ist.
3. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kabel (9) eine elektrisch leitende Hülse (18) aufweist, welche mit
der Vorrichtung (15) zur Zugentlastung in elektrischen Kontakt steht.
4. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hülse (18) mit einer elektrischen Leitung, insbesondere dem Schirm
des Kabels (9) elektrisch verbunden ist.
5. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung (15) des Gehäuses (10) zur Zugentlastung und die
Hülse (18) formschlüssig ineinandergreifen, so daß eine am Kabel (9)
auftretende Zugkraft auf das Gehäuse (10) und nicht auf die Steckver
bindung (8) übertagen wird.
6. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bereich (16, 17) des Formschlusses von der Außenkontur der
Winkelmeßeinrichtung beabstandet angeordnet ist.
7. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bereich (16, 17) des Formschlusses von der Außenkontur der
Winkelmeßeinrichtung um mindestens den minimal zulässigen Biege
radius des Anschlußkabels (9) beabstandet ist.
8. Winkelmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußkabel (9) in der Vorrichtung
(15) zur Zugentlastung senkrecht zur Längsachse (X) der Winkel
meßeinrichtung verlaufend angeordnet ist.
9. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hülse (18) zusätzlich in einer Passung (19) des Gehäuses (10)
klemmend fixiert ist.
10. Winkelmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelmeßeinrichtung zumindest
eine Leiterplatte (6) mit elektrischen Bauelementen (7) enthält, und daß
diese Bauelemente (7) innerhalb eines geschlossenen Raumes ange
ordnet sind, der von dem Gehäuse (10) umgeben wird.
11. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (10) Bereiche (20) aufweist, welche die elektrischen
Bauelemente (7) auch bei geöffnetem Deckel (23) umschließen.
12. Winkelmeßvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Gehäuse (10) eine weitere Gehäuseöffnung (26)
vorgesehen ist, durch die bei geöffnetem Deckel (23) ein Teil (8.1) der
Steckverbindung zugänglich ist.
13. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (10) mit einem elektrisch leitenden Oberflächenbe
reich (21) der Leiterplatte (6) in elektrischem Kontakt steht.
14. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Leiterplatte (6) ein Teil (8.1) der Steckverbindung angeord
net ist.
15. Winkelmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit einem Grundkör
per (3) der Winkelmeßeinrichtung verbunden ist.
16. Winkelmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (23) einstückig am Gehäuse
(10) angeformt ist.
17. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (23) über ein Filmscharnier (24) klappbar am Gehäuse
(10) angeformt ist und im geschlossenen Zustand von einem Verriege
lungselement (25) des Gehäuses (10) geklemmt wird.
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