DE19847269C1 - Einrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung, insbesondere einer gedruckten Steuerschaltung eines Hubwerks - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz einer elektronischen Schaltung, insbesondere einer gedruckten Steuerschaltung eines Hubwerks, mit einem die Schaltung allseitig umgebenden Gehäuse, das aus zwei metallisch dicht miteinander verbundenen Gehäuseteilen gebildet ist, mit mindestens einer in der Gehäusewand vorgesehenen Durchgangsöffnung zur Einführung einer Anschlußleitung, die mindestens einen mit der Schaltung verbundenen Leiter aufweist, den ein Dielektrikum und eine mit dem Gehäuse verbundene metallische Abschirmung umgibt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) im Bereich der Durchgangsöffnung (8) eine innenliegende und eine außenliegende Wand (9a, 9b) aufweist und die beiden Wände (9) eine Kammer (10) bilden, daß die beiden metallischen Anlageflächen (22, 23) der beiden Gehäuseteile außer an der Durchgangsöffnung (8) aneinander anliegen und einen durchgehend umlaufenden metallischen Flächenkontakt bilden, daß die beiden Anlageflächen (22, 23) jeweils über die innenliegende Wand (9b) verlaufen und an der Durchgangsöffnung (8) einander gegenüberliegend jeweils flächig an der Abschirmung (13) anliegen und daß ein die Durchgangsöffnung (8) in der außenliegenden Wand (9a) der Kammer (10) verschließendes Dichtungselement (14) am Außenmantel (16) der Anschlußleitung (7) dicht anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung, insbesondere einer gedruckten Steuerschaltung eines Hubwerks, gemäß dem Anspruch 1.

Es ist allgemein bekannt, beispielsweise aus der DE 39 16 898 C2, daß es häufig erforderlich ist, elektronische Einrichtungen gegenüber elektromagnetischen Störeinstrahlungen abzuschirmen, so daß diese in einem vorgegebenen elektromagnetischen Umfeld ordnungsgemäß arbeiten können. Die Funktion der elektronischen Schaltung ist dann sichergestellt, wenn der Einfluß der Störungen einen vorgegebenen zulässigen Wert nicht überschreitet. Üblicherweise befindet sich die elektronische Schaltung in einem Metallgehäuse, das z. B. mit einem Gehäusedeckel verschließbar ist. Das Metallgehäuse dämpft hierbei wirksam die eindringende elektromagnetische Störstrahlung. Zur Stromversorgung als auch zur Zu- und Abführung von Steuersignalen ist die elektronische Schaltung mit entsprechenden Anschlußleitungen versehen, die einen metallischen Leiter aufweisen, der von einem Dielektrikum und einer metallischen Abschirmung umgeben ist, wobei die metallische Abschirmung metallisch mit dem Gehäuse verbunden wird. Im Idealfall umgibt die elektronische Schaltung eine durchgehende metallische Abschirmfläche, die einen geschützten Raum bildet, in dem die elektronische Schaltung einschließlich der Leitungsverbindungen angeordnet sind. Dabei sind alle elektrisch miteinander verbundenen elektronischen Schaltungen innerhalb einer dreidimensionalen, nahezu vollständigen metallischen Umhüllung angeordnet.

Die Schrift DE 35 15 910 C2 zeigt ein hochfrequenzdichtes Gehäuse, das aus zwei Gehäusehälften besteht, die eine elektrische Bauelemente tragende Leiterplatte umschließen, wobei mindestens eine Öffnung zur Einführung mindestens eines einen Außenleiter tragenden Koaxialkabels freigelassen ist.

Die Gehäusehälften sind metallisch miteinander und über eine Korbfeder (26) mit dem Außenleiter des Koaxialkabels verbunden.

Die Schrift DE 44 05 408 C1 betrifft ein Metallgehäuse für den Einbau elektronischer Bauteile, bei dem im Dichtungsbereich von zwei Gehäusehälften durch einen verlängerten Rand dafür Sorge getragen ist, daß die beiden Gehäusehälften leitend miteinander kontaktiert sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit geringem Aufwand ein Gehäuse für eine elektronische Schaltung mit eingeführten Anschlußleitungen zu schaffen, welches eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit aufweist und die Schaltung darüber hinaus vor Umwelteinflüssen wie Staub und Feuchtigkeit wirksam schützt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gegeben. Durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 2 bis 13 ist die Einrichtung in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltet.

Die Lösung sieht vor, daß die Schaltung allseitig von einem Gehäuse umgeben ist, das aus zwei metallisch dicht miteinander verbundenen Gehäuseteilen besteht, und daß mindestens eine in der Gehäusewand angeordnete Durchgangsöffnung zur Einführung einer Anschlußleitung vorgesehen ist, die mindestens einen mit der Schaltung verbundenen Leiter aufweist, den ein Dielektrikum und eine mit dem Gehäuse verbundene metallische Abschirmung umgibt. Im Bereich der Durchgangsöffnung weist das Gehäuse eine innenliegende und eine außenliegende Wand auf; es ist also doppelwandig ausgebildet, wobei die beiden Wände eine Kammer bilden. Die beiden Gehäuseteile sind mit metallischen Anlageflächen versehen, welche außer an der Durchgangsöffnung aneinander anliegen und somit einen metallischen Kontakt bilden, und zwar einen durchgehend umlaufenden metallischen Flächenkontakt. An der Durchgangsöffnung liegen die beiden Anlageflächen nicht unmittelbar aneinander an, sondern jeweils flächig an der Abschirmung der Anschlußleitung. Die Anlageflächen verlaufen dabei ohne Unterbrechung durchgehend über die innenliegende Wand. Die Abschirmung liegt also an einer in der innenliegenden Wand ausgebildeten Anlagefläche an. Die durch die beiden Wände im Bereich der Durchgangsöffnung ausgebildete Kammer weist in der außenliegenden Wand ein dicht verschließendes Dichtungselement auf, das am Außenmantel der Anschlußleitung dicht anliegt. Somit ist bei der Lösung die Abdichtung der Anschlußleitungseinführung bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit und der sonstigen Umwelteinflüsse örtlich getrennt voneinander realisiert. Dies führt zu einem dichten und gegenüber elektromagnetischer Störstrahlung verträglichen Gehäuse, das zudem mit einfachem Aufwand realisiert werden kann.

Gegenüber Umwelteinflüssen läßt sich der Gehäuseinnenraum wirksam abdichten, wenn zwischen den beiden Gehäuseteilen ein endloses elastisches Dichtungselement vorgesehen ist.

Zweckmäßigerweise sind die beiden Gehäuseteile zur Sicherstellung der Dichtungsfunktionen als auch der elektromagnetischen Verträglichkeit bei einfacher Konstruktion als behälterförmiges Gehäuseunterteil und als plattenförmiger Deckel ausgebildet.

Der plattenförmige Deckel ermöglicht es, mit Abstand zum Deckelrand eine endlos umlaufende Nut auf der ins Gehäuseinnere weisenden Seite einzuarbeiten, und in diese als Dichtungselement einen O-förmigen Gummiring einzusetzen. Weiter ist die dieser Seite des Deckels zugewandte Stirnseite der Wand des Gehäuseunterteils mit einem entsprechenden Steg versehen, der im montierten Zustand in die Nut eingreifend gegen den Gummiring drückt und so das Gehäuse dicht verschließt. Der Steg greift hierbei formschlüssig in die Nut ein, was eine sehr gute Dichtheit gegenüber Umwelteinflüssen sicherstellt. Darüber hinaus bietet diese Ausführung bereits eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit. Diese wird durch den umlaufenden Flächenkontakt auch erhöhten Ansprüchen gerecht.

Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung liegt vor, wenn die Stirnseite der Wand des Gehäuseunterteils in einer Ebene liegt.

Einfach und trotzdem mit hoher Wirksamkeit gegenüber Störeinflüssen ist die Einrichtung, wenn der Flächenkontakt bezogen auf die Stirnseite innen und die Nut bzw. der Steg jeweils außen angeordnet sind. Flächenkontakt und Nut bzw. Steg liegen also mit Abstand zueinander nebeneinander.

Um einen durchgehend umlaufenden Steg zu erzielen, ist der Steg im Bereich der Durchgangsöffnung an der außenliegenden Wand ausgebildet. Damit verläuft der Steg im Bereich der Durchgangsöffnung an der außenliegenden Wand und die metallischen Anlageflächen an der innenliegenden Gehäusewand. In gewissem Sinne hat man es bei der Lösung mit einem "inneren" und einem "äußeren" Gehäuse zu tun.

Einfach herzustellen ist die Durchgangsöffnung, wenn die beiden Nuten der innenliegenden und außenliegenden Wand zueinander fluchten.

Zur besseren Anlage der Abschirmung ist am Boden der Nut in der innenliegenden Wand ein konkave zylindrische Fläche ausgebildet.

Einfach herzustellen ist die Einrichtung, wenn der Deckel einen in die zugehörige Nut formschlüssig eingreifenden Vorsprung aufweist, dessen dem Gehäuseunterteil zugewandtes Ende eine zum Boden der Nut hin konkave zylindrische Fläche trägt, derart, daß die Nut und der Vorsprung im montierten Zustand eine Zylinderdurchgangsöffnung bilden, in die ein Ende der Anschlußleitung mit abisoliertem Außenmantel und damit freiliegender Abschirmung unter Anlage an die beiden zylindrischen Flächen druckbeaufschlagt gehalten ist. Somit sind für eine wirksame zugentlastete Befestigung der Anschlußleitung nur wenige einfache Elemente erforderlich. Das Gehäuse wird so ausgestaltet, daß bereits die Einführung der Anschlußleitung mit integriert ist, wozu ansonsten eine Verschraubung o. dgl. verwendet werden müßte.

Eine gute Preßwirkung wird erzielt, wenn der Durchmesser der Zylinderdurchgangsöffnung in der inneren Wand etwas kleiner ist als der Durchmesser der Abschlußleitung mit freiliegender Abschirmung.

Zweckmäßigerweise sind alle Durchgangsöffnungen mit eingeführten Anschlußleitungen versehen und keine weiteren durchgehenden Öffnungen im Gehäuse vorhanden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Gehäuse einer Einrichtung zum Schutz einer elektronischen Schaltung mit zwei Anschlußleitungen,

Fig. 2 eine Vorderansicht auf das Gehäuse gemäß Fig. 1 mit zwei durch jeweils einen Dichtungselement verschlossenen Durchgangsöffnungen,

Fig. 3 eine Ansicht des Deckels gemäß Fig. 1 von unten gesehen,

Fig. 4 das offene Gehäuseunterteil in einer Draufsicht und

Fig. 5 den Deckel des Gehäuses gemäß Fig. 2 von vorn gesehen.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Gehäuse 1 einer Einrichtung zum Schutz einer elektronischen Schaltung, das aus zwei metallisch dicht miteinander verbundenen Gehäuseteilen 2, 3 gebildet ist, nämlich einem plattenförmigen Deckel 2a und einem als Behälter ausgebildeten Gehäuseunterteil 3a. Im Gehäuse 1 ist eine elektronische Schaltung 4 untergebracht, die das Gehäuse 1 allseitig umgibt. Die Schaltung 4 liegt auf im Gehäuse vorgesehenen Stufen 5 auf, wird von einem zylinderförmigen Deckelvorsprung 6 in seiner Lage festgelegt und ist über eine Anschlußleitung 7 mit anderen Geräten elektrisch verbunden.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Anschlußleitung 7 durch eine Durchgangsöffnung 8 in die Gehäusewand 9 eingeführt, die im Bereich der Durchgangsöffnung 8 doppelwandig ausgebildet ist, d. h. sie besteht aus einer innenliegenden und einer außenliegenden Wand 9a, 9b, die zusammen eine Kammer 10 bilden.

Jede Anschlußleitung 7 besteht aus einem elektrischen Leiter 11, der von einem Dielektrikum 12 umgeben ist, das wiederum eine metallische Abschirmung 13 trägt. Wie Fig. 1 bereits erkennen läßt, liegt die metallische Abschirmung 13 flächig an der innenliegenden Gehäusewand 9b an, so daß an der Durchgangsöffnung 8 ein inniger metallischer Kontakt sichergestellt ist. Nach außen hin ist die Durchgangsöffnung 8 mit einem elastischen Dichtungselement 14 dicht verschlossen, wobei eine zentrale Membran 15 des Dichtungselements 14 am Außenmantel 16 der Anschlußleitung 7 dicht anliegt. Das Gehäuse 1 ist also nach außen hin durch die Dichtungselemente 14 gegenüber Schmutz und Staub sowie Feuchtigkeit verschlossen. Weitere von innen nach außen ins Gehäuseinnere führende durchgehende Öffnungen sind zur Sicherstellung eines Schutzes mit hoher Schutzwirkung nicht vorhanden.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf zwei mit Dichtungselementen 14 verschlossenen Durchgangsöffnungen 8 mit einer gemeinsamen Kammer 10.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen den Deckel 2a (Fig. 3) und das Gehäuseunterteil 3a (Fig. 4) gemäß Fig. 1, wobei man in Fig. 3 auf die bei geschlossenem Deckel 2a nach innen weisende Seite des Deckels 2a blickt. In Fig. 4 ist die Sicht von oben ins Gehäuseunterteil 3a.

In Fig. 3 ist eine in den Deckel 2a eingeformte endlos umlaufende Nut 17 zu sehen, die mit Abstand zum Deckelrand 18 verläuft. Bei geschlossenem Deckel 2a greift in die Nut 17 ein entsprechend ausgebildeter Steg 19 formschlüssig ein. Die Steghöhe ist dabei etwas geringer als die Nuttiefe. Dieser Zwischenraum wird mittels eines in die Nut eingesetzten O-förmigen Gummirings 20 (Fig. 1) ausgefüllt, der als Dichtungselement wirkt und vom Steg 19 gegen den Nutboden gedrückt wird, so daß das Gehäuse 1 nach außen hin dicht verschlossen ist. Der Steg 19 ist hierbei bezogen auf Fig. 4 als nach oben gerichteter Vorsprung auf der ebenen Stirnseite 21 der Gehäusewand 9 des Gehäuseunterteils 3a ausgebildet.

Der neben dem Steg 19 weiter innenliegende Teil der Stirnseite 21 ist metallisch blank und bildet die untere Anlagefläche 22, auf der die metallische Anlagefläche 23 des Deckels 2a einen Flächenkontakt bildend anliegt. Die Anlagefläche 23 des Deckels 2a ist neben der Nut 17 innenliegend ausgebildet. Die Fig. 3 und 4 lassen dabei erkennen, daß die Anlageflächen 22 und 23 bei geschlossenem Gehäuse 1 einen durchgehend umlaufenden metallischen und damit elektrischen Flächenkontakt bilden, der im Bereich der Durchführungen 8 über die innere Wand 9b verläuft. Der unmittelbare Flächenkontakt der beiden Anlageflächen 22, 23 ist nur an den in der inneren Wand 9b als Nut 24 ausgebildeten Durchgangsöffnungen 8 unterbrochen. In diesem Bereich liegen dann - wie in Fig. 1 gezeigt - die Anlageflächen 22, 23 nicht aneinander, sondern unmittelbar an der Abschirmung 13 der Anschlußleitung 7 an. Von innen gesehen ist die Schaltung 4 also vollständig von Metall umgeben, wenn man die Abschirmung 13 der Anschlußleitung 7 als eine Fortsetzung des Metallgehäuses (Gehäuse 1) ansieht.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 sind die beiden Nuten 24, 25 in der innenliegenden und außenliegenden Wand 9a, 9b zueinander fluchtend angeordnet, wobei sich die Nutbreiten unterscheiden. Die in der außenliegenden Wand 9a vorgesehenen Nut der Duchgangsöffnung 8 ist größer als die der innenliegenden, insbesondere weil die Anschlußleitung 7 mit ihrem Außenmantel 16 durch das Dichtelement 15 durchsteckbar sein muß.

Der Boden der Nut 24 weist eine in Durchgangsrichtung ausgerichtete zylindrische Fläche auf, die (von oben gesehen) konkav gekrümmt ist.

Fig. 5 zeigt den Deckel 2a mit Blick auf die Stirnseite, wobei zwei Vorsprünge 26 mit parallelen Seitenflächen 27 zu sehen sind. Diese Vorsprünge 26 greifen bei geschlossenem Deckel 2a formschlüssig in die zugehörige Nut 24 ein und liegen dabei an dieser an. Die dem Boden der Nut 24 zugewandte Fläche 28 des Stegs 26 ist ebenfalls als (von unten gesehen) konkave zylindrische Fläche mit dem gleichen Krümmungsradius R ausgebildet. Bei geschlossenem Deckel 2a liegen die zylindrischen Flächen 24a und 28 eine Zylinderöffnung bildend an der Abschirmung 13 der Anschlußleitung 7 druckbeaufschlagt an. Der Durchmesser der durch die Flächen 28 und 24a gebildeten Zylinderöffnung ist im Ausführungsbeispiel etwas kleiner gewählt, als der Durchmesser der Anschlußleitung 7 mit freiliegender Abschirmung 13, so daß die Abschirmung 13 gegen das elastische Dielektrikum 12 gepreßt wird. Auf diese Weise wird eine Zugentlastung der Anschlußleitung 7 erreicht.

Eine in einem Gehäuse 1 untergebrachte Schaltung 4 ist gegenüber Umwelteinflüssen, beispielsweise Staub, Schmutz und Feuchtigkeit, als auch gegen elektromagnetische Strahlung geschützt. Dabei weist das Gehäuse 1 eine sehr gute elektromagnetische Verträglichkeit auf, so daß den in dieser Hinsicht gestellten Anforderungen beim Betrieb von Hubwerken Rechnung getragen wird.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Gehäuseteil

2

aDeckel

3

Gehäuseteil

3

aGehäuseunterteil

4

elektronische Schaltung

5

Stufe

6

Deckelvorsprung

7

Anschlußleitung

8

Durchgangsöffnung

9

Gehäusewand

9

aaußenliegende Wand

9

binnenliegende Wand

10

Kammer

11

elektrischer Leiter

12

Dielektrikum

13

Abschirmung

14

Dichtungselement

15

Membran

16

Außenmantel

17

Nut

18

Deckelrand

19

Steg

20

Gummiring

20

aDichtungselement

21

Stirnseite

22

Anlagefläche

23

Anlagefläche

24

Nut

24

azylindrische Fläche

25

Nut

26

Vorsprung

27

Seitenfläche

28

zylindrische Fläche

Claims (13)

1. Einrichtung zum Schutz einer elektronischen Schaltung, insbesondere einer gedruckten Steuerschaltung eines Hubwerks, mit einem die Schaltung allseitig umgebenden Gehäuse, das aus zwei metallisch dicht miteinander verbundenen Gehäuseteilen gebildet ist, mit mindestens einer in der Gehäusewand vorgesehenen Durchgangsöffnung zur Einführung einer Anschlußleitung, die mindestens einen mit der Schaltung verbundenen Leiter aufweist, den ein Dielektrikum und eine mit dem Gehäuse verbundene metallische Abschirmung umgibt, wobei metallische Anlageflächen der beiden Gehäuseteile außer an der Durchgangsöffnung aneinander anliegen dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) im Bereich der Durchgangsöffnung (8) eine innenliegende und eine außenliegende Wand (9a, 9b) aufweist und die beiden Wände (9) eine Kammer (10) bilden, daß die beiden Anlageflächen (22, 23) einen durchgehend umlaufenden metallischen Flächenkontakt bilden, jeweils über die innenliegende Wand (9b) verlaufen und an der Durchgangsöffnung (8) einander gegenüberliegend jeweils flächig an der Abschirmung (13) der Anschlußleitung (7) anliegen und daß ein die Durchgangsöffnung (8) in der außenliegenden Wand (9a) der Kammer (10) verschließendes Dichtungselement (14) am Außenmantel (16) der Anschlußleitung (7) dicht anliegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Gehäuseteilen (2, 3) ein endloses elastisches Dichtungselement (20a) vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (2, 3) als ein behälterförmiges Gehäuseunterteil (3a) und als ein plattenförmiger Deckel (2a) ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2a) auf der ins Gehäuseinnere weisenden Seite mit Abstand zum Deckelrand (18) eine endlos umlaufende Nut (17) aufweist, in die als Dichtungselement (20a) ein O-förmiger Gummiring (20) eingesetzt ist, und daß die dieser Seite zugewandte Stirnseite (21) der Wand (9) des Gehäuseunterteils (3a) mit einem entsprechenden Steg (19) versehen ist, der im montierten Zustand in die Nut (17) eingreifend gegen den Gummiring (20) drückt und so das Gehäuse (1) dicht verschließt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (21) der Wand (9) des Gehäuseunterteils (3a) in einer Ebene liegt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenkontakt bezogen auf die Stirnseite (21) jeweils innen und die Nut (17) bzw. der Steg (19) jeweils außen angeordnet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (19) im Bereich der Durchgangsöffnung (8) an der außenliegenden Wand (9a) ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (8) als eine in die beiden Wände (9a, 9b) des Gehäuseunterteils (3a) eingearbeitete Nut (24, 25) ausgebildet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Durchgangsöffnung (8) die, beiden Nuten (24, 25) der innenliegenden und außenliegenden Wand (9a, 9b) zueinander fluchten.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden der Nut (24) in der innenliegenden Wand (9a) eine konkave zylindrische Fläche (24a) ausgebildet ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2a) einen in die zugehörige Nut (24) formschlüssig eingreifenden Vorsprung (26) aufweist, dessen dem Gehäuseunterteil (3a) zugewandtes Ende eine zum Boden der Nut (24) hin konkave zylindrische Fläche (28) trägt, derart, daß die Nut (24) und der Vorsprung (26) im montierten Zustand eine Zylinderdurchgangsöffnung bilden, in die ein Ende der Anschlußleitung (7) mit abisoliertem Außenmantel (16) und damit freiliegender Abschirmung (13) unter Anlage an die beiden zylindrischen Flächen (24a, 28) druckbeaufschlagt gehalten ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Zylinderdurchgangsöffnung etwas kleiner ist als der Durchmesser der Anschlußleitung (7) mit freiliegender Abschirmung (13).

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) keine weiteren Durchgangsöffnungen (8) vorhanden sind als die zur Einführung der Anschlußleitung (7).