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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zugentlastung und Gehäusewand-Durchführung von Litzen und Encoder mit einer solchen Vorrichtung.
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Elektrische Geräte, insbesondere Messgeräte werden häufig in Anlagen, Vorrichtungen oder dergleichen eingebaut. Solche Geräte weisen ein Gehäuse auf, welches die elektrischen und elektronischen Bauelemente aufnimmt. Dabei ist häufig im Gehäuseinneren eine Leiterplatte angeordnet, die die elektrische Schaltung aufnimmt. Mittels Steck- oder Lötverbindungen sind Litzen an die Leiterplatte angeschlossen, die durch die Gehäusewand nach außen geführt sind, um die Anschlussverbindung des Gerätes herzustellen. Zusätzlich zu der Gehäusewand-Durchführung für die Litzen ist auch eine Zugentlastung erforderlich, um die Steck- bzw. Lötverbindung der Litzen auf der innenliegenden Leiterplatte gegen Zugbeanspruchung zu schützen. Ein Beispiel für solche Messgeräte sind Encoder, insbesondere Drehgeber, die in einen Servoantrieb integriert werden, wobei die nach außen geführten Litzen bei der Bewegung des Servoantriebs radialen Zugbeanspruchungen ausgesetzt sein können.
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Zur Zugentlastung ist es bekannt, an der Gehäusewand angebrachte Schellen zu verwenden. Diese erhöhen den Herstellungsaufwand für das Gehäuse und machen einen zusätzlichen Montageschritt erforderlich. Bei einer günstigeren Lösung wird in den Ausschnitt der Gehäusewand eine Gummitülle eingesetzt, die die durchgeführten Litzen gegen eine mechanische Beschädigung schützt. In dem Gehäuseinneren wird ein Kabelbinder um die Litzen gelegt und gespannt. Bei einer äußeren Zugbelastung der Litzen stützt sich der Kabelbinder als Zugentlastung an der Gummitülle ab. Nachteilig ist dabei, dass der die Zugentlastung bildende Kabelbinder im Gehäuseinneren angebracht werden muss. Das Gehäuse wird üblicherweise bei der Montage des Gerätes verschlossen, sodass die Zugentlastung nicht beim endgültigen Einbau des Gerätes in der Einsatzsituation montiert werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Gehäusewand-Durchführung und die Zugentlastung für die Litzen vereinigt, kostengünstig ist und eine einfache Montage ermöglicht und damit einen verbesserten Encoder bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen Encoder mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
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Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Grundkörper auf, der in einen Ausschnitt der Gehäusewand von außen eingesetzt wird und in dem Ausschnitt der Gehäusewand durch Schnapphaken gehalten wird, die durch den Ausschnitt hindurch die Gehäusewand hintergreifen. An diesem Grundkörper ist ein Klemmteil angeordnet, welches die durchgeführten Litzen an dem Grundkörper klemmt und dadurch als Zugentlastung an dem Grundkörper und über diesen an der Gehäusewand fixiert. Das Klemmteil ist in der an dem Grundkörper anliegenden und die Litzen klemmenden Position einrastbar. Dadurch ist eine äußerst einfache Montage ohne zusätzliche Hilfsmittel möglich. Es muss lediglich der Grundkörper in dem Ausschnitt der Gehäusewand federnd eingeschnappt werden und die Litzen müssen durch Einrasten des Klemmteils an dem Grundkörper fixiert werden. Die gesamte Montage wird von der Außenseite des Gehäuses durchgeführt und kann daher bei geschlossenem Gehäuse in Verbindung mit der endgültigen Montage des Gerätes erfolgen.
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Das Klemmteil ist vorzugsweise als Klemmbacke ausgebildet, die beim Einrasten parallel zur Ebene der Gehäusewand gegen den Grundkörper gepresst wird und dadurch die Litzen quer zu deren Längsachse an dem Grundkörper klemmt. In einer Ausführung ist die Klemmbacke an dem Grundkörper einrastbar. In dieser Ausführung wird der Grundkörper in der Gehäusewand und das Klemmteil an dem Grundkörper verrastet. In einer anderen Ausführung wird die Klemmbacke ebenfalls in dem Ausschnitt der Gehäusewand eingerastet. Der Grundkörper und die Klemmbacke sitzen dadurch nebeneinander in dem Ausschnitt, wobei durch das Einrasten von Grundkörper und Klemmbacke diese nicht nur in dem Ausschnitt gehalten werden, sondern auch in der Ebene der Gehäusewand gegeneinander gepresst werden, sodass die zwischen dem Grundkörper und der Klemmbacke durchgeführten Litzen zur Zugentlastung geklemmt werden.
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Der Grundkörper und die an diesem angeformten Schnapphaken sind vorzugsweise einteilig als Kunststoff-Spritzgussteile hergestellt. Ebenso sind das Klemmteil und die an diesem angeformten Rasthaken vorzugsweise einstückig als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Klemmteil unverlierbar mit dem Grundkörper verbunden ist, d. h. auch Grundkörper und Klemmteil einstückig ausgebildet sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1a und 1b erste Ausführungen der Vorrichtung im offenen Zustand,
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2a und b die Ausführungsformen nach 1a und 1b im geschlossenen Zustand,
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3 Ansicht der Vorrichtung von oben im geschlossenen Zustand mit geklemmten Litzen,
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4 eine seitliche Ansicht der Vorrichtung mit geklemmten Litzen,
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5 eine Ansicht der Vorrichtung von unten,
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6 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung von unten mit geklemmten Litzen,
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7 eine Schnittdarstellung des Gehäuses mit eingesetzter Vorrichtung,
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8 eine Außenansicht eines erfindungsgemäßen Encoders mit eingesetzter Vorrichtung,
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9 eine zweite Ausführung der Vorrichtung im offenen Zustand und
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10 eine Darstellung dieser zweiten Ausführung in geschlossenem Zustand mit geklemmten Litzen.
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In der in den 1 bis 8 dargestellten ersten Ausführung ist die Vorrichtung dazu bestimmt, Litzen 10, insbesondere eines als Flachband angeordneten Litzensatzes zugentlastet durch die Gehäusewand 12 eines Gerätes, z. B. eines in 8 dargestellten Encoders, der insbesondere als Drehgeber 50 ausgeführt sein kann, zu führen. Hierzu weist die Gehäusewand 12 einen Ausschnitt 14 auf, der im dargestellten Ausführungsbeispiel einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat. Die Litzen 10 dienen dazu, eine im Inneren des Gehäuses, z. B. auf einer Leiterplatte angeordnete elektronische Schaltung an eine außerhalb des Gerätes angeordnete Einrichtung anzuschließen.
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Die Vorrichtung weist einen Grundkörper 16 auf, der eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche hat, die der Querschnittsfläche des Ausschnittes 14 der Gehäusewand 12 entspricht. Die übereinstimmenden Grundflächen des Grundkörpers 16 und des Ausschnittes 14 der Gehäusewand 12 ermöglichen ein formschlüssiges Einsetzen des Grundkörpers 16 in den Ausschnitt 14. An der oberen Fläche des Grundkörpers 16 ist ein Flansch 18 ausgeformt, der seitlich über den Grundkörper 16 überragt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ragt der Flansch 18 an den beiden Längsseiten des rechteckigen Grundkörpers 16 ab. Der Flansch 18 ist nach oben tonnenförmig konvex gewölbt. Die Wölbung entspricht der zylindrischen Mantelfläche der Gehäusewand 12. Wird der Grundkörper 16 von der Außenseite des Gehäuses in den Ausschnitt 14 der Gehäusewand 12 eingesetzt, so kann der Grundkörper 16 soweit in das Gehäuse eindringen, bis der Flansch 18 beiderseits des Ausschnittes 14 zur Anlage auf der Außenseite der Gehäusewand 12 kommt.
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Der Grundkörper 16 weist an seinen beiden Schmalseitenflächen jeweils zwei Schnapphaken 20 auf. Die Schnapphaken 20 sind jeweils als federnde Zungen an der Oberseite des Grundkörpers 16 angeformt und verlaufen in der Ebene der Außenschmalseiten des Grundkörpers 16 nach unten. An ihren freien Enden weisen die Schnapphaken 20 jeweils eine Rastnase 22 auf, die von der Ebene der Federzungen 20, d. h. von der Schmalseitenebene des Grundkörpers nach außen vorstehen. Die Rastnasen 22 sind mit Einlaufschrägen ausgebildet. Der Abstand zwischen der Rastkante der Rastnasen 22 und der Unterseite des Flansches 18 entspricht der Wandstärke der Gehäusewand 12. Wird der Grundkörper 16 in den Ausschnitt 14 der Gehäusewand 12 eingesetzt, so werden zunächst die Rastnasen 22 mit ihren Einlaufschrägen über den Rand des Ausschnittes 14 geschoben, wodurch die Schnapphaken 20 federnd nach innen gegen den Grundkörper 16 gedrückt werden. Sobald der Grundkörper 16 soweit in den Ausschnitt 14 eingedrückt ist, dass der Flansch 18 außen an der Gehäusewand 12 anliegt, sind die Rastnasen 22 soweit in das Gehäuseinnere geschoben, dass sie die Gehäusewand 12 hintergreifen und sich federnd nach außen in ihre Ausgangsstellung bewegen können. Die Schnapphaken 20 hintergreifen auf diese Weise mit ihren Rastnasen 22 die Gehäusewand 12, sodass der Grundkörper 16 mittels des Flansches 18 und der Schnapphaken 20 fest in dem Ausschnitt 14 der Gehäusewand 12 gehalten ist.
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Der Grundkörper 16 weist einen Durchtrittsbereich auf, durch welchen die Litzen 10 vom Gehäuseinneren nach außen durchgeführt werden können. Der Durchtrittsbereich ist entsprechend der Anordnung der Litzen 10 in Form eines Flachbandes als Schlitzöffnung 24 ausgebildet, die sich in Längsrichtung des rechteckigen Grundkörpers 16 in dessen Längsmittelachse erstreckt. Die Länge der Schlitzöffnung 24 entspricht der Breite des Litzensatzes. Die Schlitzöffnung 24 ist von der Innenseite nach der Außenseite des Grundkörpers 16 durchgehend ausgebildet. Die Breite der Schlitzöffnung 24 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Litzen 10 bzw. die Dicke des Flachbandes der Litzen 10. Die Litzen 10 können somit einfach durch die Schlitzöffnung 24 hindurchgeführt werden.
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Auf der Oberseite des Grundkörpers 16 ist ein Klemmsteg 26 angeformt, der parallel zu der Schlitzöffnung 24 an deren einer Seite angrenzend verläuft und von der Oberseite des Grundkörpers 16 senkrecht nach oben ragt. Der Klemmsteg 26 erstreckt sich über die gesamte Länge des Grundkörpers 16, d. h. an beiden Enden über die Enden der Schlitzöffnung 24 hinaus. In den beiden über die Enden der Schlitzöffnung 24 hinausragenden Enden des Klemmsteges 26 ist jeweils ein Rastdurchbruch 28 vorgesehen. Weiter ist eine Klemmbacke 30 vorgesehen, die die Form eines Bügels aufweist. Die Klemmbacke 30 weist an ihren beiden Enden jeweils einen Rasthaken 32 auf. Der Abstand der Rasthaken 32 entspricht dem Abstand der Rastdurchbrüche 28 des Klemmsteges 26. Die Klemmbacke 30 ist mit dem Klemmsteg 26 einstückig unverlierbar über eine biegsame Lasche 34 verbunden. Die Rasthaken 32 sind elastisch federnd und mit Rastnasen ausgebildet, sodass sie in die Rastdurchbrüche 28 des Klemmsteges 26 einrastbar sind. Ist die Klemmbacke 30 mittels der Rasthaken 32 an dem Klemmsteg 26 verrastet, so liegt die Klemmbacke 30 federnd an dem Klemmsteg 26 an.
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In den 1 und 2 sind jeweils zwei Ausführungsformen a und b der Rasthaken 32 gezeigt. Ausführungsform a ist in dem vorangehenden Abschnitt beschrieben. In Ausführungsform b sind die Rasthaken 32 so ausgebildet, dass diese mit den Enden der Klemmbacke 30 eine U-förmige Ausbildung ergeben, wobei jeder Rasthaken 32 durch einen der U-Schenkel gebildet ist und jeder Rasthaken zwei Rastmöglickeiten verschiedener Rasttiefe, also jeweils zwei Rastnasen, aufweist.
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Zur Montage der Vorrichtung wird der Grundkörper 16 in den Ausschnitt 14 der Gehäusewand 12 eingesetzt und mittels der Schnapphaken 20 in der Gehäusewand 12 verrastet. Die an die Leiterplatte im Gehäuseinneren angeschlossenen Litzen 10 werden durch die Schlitzöffnung 24 des Grundkörpers 16 nach außen geführt. Das Gehäuse kann dann verschlossen werden. Nach der Montage des Gerätes werden die Litzen 10 an dem Grundkörper 16 zur Zugentlastung geklemmt. Hierzu wird die Klemmbacke 30 von dem in 1 gezeigten offenen Zustand in den in 2 gezeigten geschlossenen Zustand durch Biegung der Lasche 34 verschwenkt, sodass sich die durch die Schlitzöffnung 24 des Grundkörpers 16 geführten Litzen 10 an dem Klemmsteg 26 anliegend zwischen diesem Klemmsteg 26 und der Klemmbacke 30 befinden. Der erste, der Lasche 34 benachbarte Rasthaken wird nun oder ist bereits zur Vormontage eingerastet. Durch Einrasten der Klemmbacke 30 mittels des zweiten, hinteren Rasthakens an dem Klemmsteg 26 werden die Litzen 10 schließlich kraftschlüssig zwischen dem Klemmsteg 26 und der Klemmbacke 30 geklemmt. Dieser zweite Rastschritt kann vom Anwender selbst bei der Endmontage vorgenommen werden.
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Vorzugsweise können der Klemmsteg 26 und/oder die Klemmbacke 30 in ihrem an den Litzen 10 anliegenden Bereich eine lamellenförmige Struktur aufweisen, durch welche die Klemmung der Litzen 10 zwischen dem Klemmsteg 26 und der Klemmbacke 30 optimiert wird.
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Alternativ zu einer Klemmbacke 30 mit zwei Rasthaken 32 kann die Klemmbacke 30 auch nur mit einem Rasthaken 32 am einen Ende ausgebildet sein, der in einen Rastdurchbruch 28 einrastbar ist. Das andere Ende der Klemmbacke 30 kann über ein Filmscharnier an dem Klemmsteg 26 schwenkbar angelenkt sein.
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Der Grundkörper 16 mit dem Flansch 18 und dem Klemmsteg 26 sowie die Schnapphaken 20 und die über die Lasche 34 verbundene Klemmbacke 30 können vorzugsweise insgesamt als einstückiges Spritzgussteil hergestellt werden aus einem Kunststoff, der eine ausreichende Elastizität für die Schnapphaken 20 und die Rasthaken 32 sowie eine ausreichende Biegsamkeit für die Lasche 34 ermöglicht.
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In den 9 und 10 ist eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Soweit Übereinstimmung mit der ersten Ausführung besteht, sind dieselben Bezugszeichen verwendet und auf die vorangehende Beschreibung wird Bezug genommen.
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In der zweiten Ausführung füllt der Grundkörper 16 den Ausschnitt 14 der Gehäusewand 12 nur in einer Hälfte aus. An den beiden Enden ist der Grundkörper 16 wiederum mittels Schnapphaken 20 in dem Ausschnitt 14 der Gehäusewand 12 verrastbar. An der in dem Ausschnitt 14 freiliegenden Längskante des Grundkörpers 16 ist der Durchtrittsbereich 36 ausgebildet. Eine Klemmbacke 38 ist im Wesentlichen in Bezug auf die Längsmittelebene spiegelsymmetrisch zu dem Grundkörper 16 ausgebildet und mit diesem über ein Scharnier 42 verbunden, das bevorzugt einstückig mit Klemmbacke 38 und Grundkörper 16 ist. Die Klemmbacke 38 weist einen dem Grundkörper 16 spiegelsymmetrisch entsprechenden Klemmkörper 40 auf, an dessen Oberseite ebenfalls ein nach außen weisender Flansch 18 angeformt ist. Der Klemmkörper 40 ist mit Schnapphaken 20 ausgebildet, die beim Einsetzen des Klemmkörpers 40 in den Ausschnitt 14 die Gehäusewand 12 hintergreifen und die Klemmbacke 38 in der Gehäusewand 12 fixieren.
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Bei der Montage werden Grundkörper 16 und Klemmkörper 40 in dem Ausschnitt 14 der Gehäusewand 12 verrastet. Die Litzen 10 werden zuvor vom Gehäuseinneren durch den Ausschnitt 14 nach außen geführt und im Durchtrittsbereich 36 an dem Grundkörper 16 anliegend gehalten. Dann werden Klemmkörper 40 und Grundkörper 16 in den Ausschnitt 14 eingesetzt und mittels ihrer Schnapphaken 20 in diesen Ausschnitt 14 verrastet. Die Querabmessungen des Grundkörpers 16 und des Klemmkörpers 40 sind dabei so dimensioniert, dass der Grundkörper 16 und die Klemmbacke 38 in der Mittellinie mit ihren Längskanten aneinander anliegen und die Litzen 10 im Durchtrittsbereich 36 kraftschlüssig klemmen. Auch hier können der Grundkörper 16 und die Klemmbacke 38 im Durchtrittsbereich 36 eine lamellenförmige Struktur aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Litzen
- 11
- Drehgeber
- 12
- Gehäusewand
- 14
- Ausschnitt
- 16
- Grundkörper
- 18
- Flansch
- 20
- Schnapphaken
- 22
- Rastnase
- 24
- Schlitzöffnung
- 26
- Klemmsteg
- 28
- Rastdurchbruch
- 30
- Klemmbacke
- 32
- Rasthaken
- 34
- Lasche
- 36
- Durchtrittsbereich
- 38
- Klemmbacke
- 40
- Klemmkörper
- 42
- Scharnier
