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Die vorliegende Erfindung betrifft einen nachrüstbaren Bausatz für einen inkrementellen Drehgeber, der ein Drehgebergehäuse mit einer ersten Signalschnittstelle zur Ausgabe eines elektrischen Drehgebersignals aufweist.
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Es sind Drehgeber für sogenannte ”Heavy-Duty”-Anwendungen bekannt. Bei Heavy-Duty-Anwendungen werden die Drehgeber in einer sehr speziellen Umgebung eingesetzt. Die Umgebungsbedingungen können klimatisch schwierig sein. Der Drehgeber kann in einer schmutzintensiven Umgebung zum Einsatz kommen. Am Einsatzort können elektrostatische oder elektromagnetische Störungen auftreten. Die Umgebung kann also insbesondere eine elektrische Störsicherheit hinsichtlich einer Signalübertragung vom Drehgeber zu einer Steuerungseinheit erfordern. Eine elektromagnetisch sichere Übertragung kann mittels Lichtsignalen realisiert werden. In solchen Anwendungsfällen erfolgt eine Signalübertragung vom Drehgeber zur Steuerungseinheit durch Lichtwellenleiter-Kabel (LWL-Kabel) in Form von Lichtsignalen. Die LWL-Kabel sind mit (genormten) LWL-Steckern ausgestattet.
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Es sind eine Vielzahl von LWL-Steckverbindern bekannt. LWL-Steckverbinder sind spezielle Steckverbinder zur lösbaren Verbindung von Lichtwellenleitern bzw. Glasfaserkabeln. Entsprechend konfektionierte Lichtwellenleiter(-Kabel) werden über die LWL-Steckverbinder miteinander oder mit anderen Komponenten verbunden. In der Nachrichtentechnik sind dies Sender, Empfänger oder Verstärker und in der Messtechnik, Spektroskopie oder Medizintechnik sind dies beispielsweise Laser, Sensoren oder Detektoren (Quelle: Wikipedia).
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Die Mehrheit der heutzutage eingesetzten Steckverbindungen sind Stecker-Stecker-Verbindungen. Es gibt verschiedene Steckerarten bzw. Steckertypen. Die am häufigsten verwendeten Steckerarten sind heute LC (Local Connector) und SC (Subscriber Connector). Ferner sind noch ST (Straight Tip) und E-2000 bekannt. Weitere Steckerarten sind beispielsweise F-SMA, FC, ESCON, MIC, etc., um nur einige exemplarisch zu nennen.
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Der ST-Stecker wurde von AT&T entwickelt und ist aufgrund seines Bajonett-Verschlusses auch als BFOC-Stecker (Bajonett Fiber Optic Connector) bekannt. Er ist noch heute der meist installierte Steckertyp. Das Steckergehäuse besteht aus Metall oder Kunststoff und eine 2,5 mm-Ferrule besteht meist aus Keramik (Metallversionen sind ebenfalls möglich). Es gibt zwei Bauformen des ST-Steckers, die sich in der Ausführung des Bajonett-Verschlusses unterscheiden. Bei manchen Bauformen ist der Verschluss zur Aufnahme eines Verriegelungsstiftes in axialer Richtung offen. Bei einer anderen Bauform ist er geschlossen, besitzt aber eine Nut zur Einführung des Stifts. Weiterhin besitzt der ST-Stecker eine Verdrehsicherung, welche aber beim Steckvorgang etwas hinderlich ist und zur Entwicklung von Steckern mit rechteckigen Gehäuseformen geführt hat (Quelle: Wikipedia).
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Ein Bajonett-Verschluss ist eine schnellherstell- und lösbare mechanische Verbindung zweier zylindrischer Teile entlang in ihrer Längsachse. Die Teile werden durch Ineinanderstecken und entgegengesetztes Drehen verbunden und so auch wieder getrennt. Der Teil, der über den anderen geschoben wird, besitzt einen Längsschlitz, an dessen Ende sich rechtwinklig ein kurzer Querschlitz anschließt. Der andere Teil besitzt dagegen einen Vorsprung, der in den Querschlitz eingeführt wird und dann die feste Verbindung bewirkt. Die Verbindung erfolgt über eine Steck-Dreh-Bewegung. Die beiden zu verbindenden Teile werden ineinander gesetzt. (Quelle: Wikipedia).
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Die Steckverbinder, die für die Übertragung von Lichtsignalen üblicherweise verwendet werden, haben häufig keine ausreichende IP-Schutzklasse, die gegen Feuchtigkeit und/oder Fremdkörper wirksam ist.
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Im vorliegenden Fall sind insbesondere die beiden Schutzarten IP67 und IP69 relevant. Die Schutzart IP67 ist in der Norm IEC 60 529 definiert. Ein Produkt mit dieser Schutzart ist gegenüber Auswirkungen bei zeitlich begrenztem Eintauchen in Wasser (30 min) geschützt. Das Eindringen von schädlichen Wassermengen muss beim Eintauchen des Gehäuses für eine Dauer von 30 min in 1 m tiefes Wasser ausgeschlossen sein. Die Schutzart IP67 beinhaltet einen als Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern wie Staub oder Schmutz. Die Kennziffer ”6” steht für den Schutz gegen das Eindringen von Staub, die Kennziffer ”9” für den Schutz gegen Wasser. Die Schutzart IP69 basiert auf der Norm DIN 40050-9. Im Nachfolgenden wird verallgemeinernd von ”IP6x-konform” gesprochen, wobei die Variable ”x” jede Ziffer außer Null annehmen kann.
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Im Zusammenhang mit Drehgebern ist es bekannt, die Steckverbinder innerhalb des Drehgebergehäuses zu platzieren, wie es exemplarisch in der 7 gezeigt ist. Diese Gehäuselösung sieht vor, dass die LWL-Steckverbinder im Gehäuseinneren platziert werden. Der Anwender muss also von Anfang an wissen, dass der Drehgeber in einer Umgebung eingesetzt wird, die einen Einsatz konventioneller Drehgeber mit elektrischer Signalübertragung ausschließt. Wenn bei dieser vorbekannten Lösung ein LWL-Kabel ausgetauscht werden muss, muss das Drehgebergehäuse geöffnet werden, um an die LWL-Steckverbinder zu gelangen. Je nach Lageorientierung der Steckverbinder ist das Öffnen des Drehgebergehäuses aber nicht oder nur schwer möglich. Ferner ist eine Überprüfung eines ausgesendeten Lichtsignals während des Betriebs (mit dem bloßen Auge) nicht möglich, weil das LWL-Kabel nicht abgezogen und betrachtet werden kann.
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Wenn es in der Umgebung, in der ein Drehgeber betrieben wird, lediglich zu elektromagnetischen Störungen kommt, wurden Drehgeber mit konventionellen externen LWL-Steckverbindungen vorgeschlagen, wie es in der 6 gezeigt ist. Der LWL-Stecker wird allein durch seinen Bajonettverschluss von außen am Drehgebergehäuse befestigt. Diese Art der Kontaktierung des LWL-Steckverbinders stellt jedoch keinen Schutz gegen Staub oder Feuchtigkeit dar. Schon eine kurzzeitige Beeinträchtigung der Steckverbindung durch Staub oder Feuchtigkeit kann dauerhaft die Signalübertragung stören und direkt zum Versagen der Signalübertragung führen. Eine nachträgliche Abdichtung durch handelsübliche Dichtmittel ist nicht von dauerhafter Wirkung. Andere Lösungen erfordern den Einsatz von Spezialwerkzeug für die Montage.
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Üblicherweise ist für einen dauerhaften und sicheren Betrieb in einer stark feuchtigkeits-, schmutz- und/oder staubbelasteten Umgebung eine komplette Umkapselung der Steckverbindereinheit notwendig. Dies stellt einen zusätzlichen konstruktiven Aufwand dar, welcher das Produkt verteuert und die Einbausituation schwieriger gestaltet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung der LWL-Steckverbindung sicherzustellen, so dass ein komplettes Untertauchen des Drehgebers in flüssige Medien ohne Funktionsverlust stattfinden kann. Gleichzeitig soll sichergestellt werden, dass Lichtsignale problemlos von außen visuell überprüfbar sind, ohne den Drehgeber zu öffnen. Eine höchstmögliche IP-Schutzklasse soll mit minimalstem Aufwand und möglichst marktüblichen standardisierten Mitteln erreicht werden. Eine Nachrüstbarkeit ist wünschenswert.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen nachrüstbaren Bausatz für einen Drehgeber, der ein Drehgebergehäuse mit einer Signalschnittstelle zur Ausgabe eines elektrischen Drehgebersignals aufweist, wobei der Bausatz aufweist: ein Signalwandungsmodul, das ein Gehäuse und eine Signalwandlungseinheit aufweist, wobei das Gehäuse mindestens eine erste elektrische Signalschnittstelle und eine zweite optische Signalschnittstelle aufweist, wobei die erste elektrische Signalschnittstelle an die Signalschnittstelle des Drehgebers koppelbar ist, wobei die Signalwandlungseinheit in das Gehäuse integriert ist, wobei die Signalwandlungseinheit mit der ersten und zweiten Signalschnittstelle verbunden ist und wobei die Signalwandlungseinheit eingerichtet ist, das elektrische Drehgebersignal, welches über die erste Signalschnittstelle empfangen wird, in ein optisches Signal zu wandeln, das über die zweite Schnittstelle ausgebbar ist; und ein Dichtungsmodul, das zur innenseitigen Aufnahme eines Standard-LWL-Kabels mit einem endseitig am LWL-Kabel angebrachten LWL-Stecker eingerichtet ist und das aufweist: Ein außen angeordnetes Dichtungsgehäuse, das eine Hülse und einen Deckel aufweist, wobei der Deckel kraftschlüssig lösbar mit der Hülse verbindbar ist, wobei die Hülse und der Deckel in einem verbundenen Zustand einen Innenraum definieren, und wobei die Hülse und die zweite Signalschnittstelle ferner angepasst sind, lösbar miteinander verbunden zu werden; und einen im Innenraum angeordneten Dichtungseinsatz, der angepasst ist, das Standard-LWL-Kabel im Bereich des LWL-Steckers und/oder den LWL-Stecker dichtend zu umgeben, wenn die Hülse und der Deckel kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
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Mit dem Bausatz der Erfindung können konventionelle Drehgeber nachträglich nachgerüstet werden, um IP6x-konform zu sein. Bisher gab es lediglich Lösungen, bei denen der Drehgeber von Anfang an für eine optische Signalübertragung eingerichtet war, indem die Steckverbindungen in das Drehgebergehäuse integriert waren. Alternativ gab es zwar Drehgeber mit einer optischen Signalübertragung mit externen Steckern. Diese waren jedoch nicht in verschmutzungs- und feuchtigkeitsgefährdeter Umgebungen einsetzbar. Mit der vorliegenden Erfindung kann ein konventioneller Drehgeber nachträglich in einer verschmutzungs- und feuchtigkeitsgefährdeten Umgebung eingesetzt werden. Wenn lediglich elektromagnetische Störungen zu befürchten sind, kann das Signalumwandlungsmodul auf das Gehäuse des konventionellen Drehgebers aufgesteckt werden, um das elektrische Drehgebersignal in ein optisches Signal umzuwandeln, ohne den LWL-Stecker zusätzlich abzudichten. Wenn zusätzlich zu befürchten ist, dass Schmutz und/oder Feuchtigkeit vorhanden sind, kann die Verbindung zwischen dem Signalumwandlungsmodul und dem LWL-Kabel durch das Dichtungsmodul gesichert werden.
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Ein Endkunde muss sich also nicht bereits vor dem Kauf des Drehgebers wissen, wie der Drehgeber eingesetzt werden wird. Der Kunde ist flexibel hinsichtlich des Einsatzes von konventionellen Drehgebern.
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Der Hersteller von Drehgebern muss keine speziellen Drehgeber bevorraten, die eine integrierte Signalwandlungseinheit aufweisen. Der Drehgeberhersteller kann ein bausatzartiges Sortiment vorhalten, und zwar basierend auf Drehgebern, die (ausschließlich) elektrische Drehgebersignale ausgeben.
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Bei einer besonderen Ausführungsform ist die Hülse so dimensioniert, dass ein Steckergehäuse des LWL-Steckers im Innenraum aufnehmbar ist und der Dichtungseinsatz in Kontakt mit nur dem Standard-LWL-Kabel tritt.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass Standard-LWL-Kabel eingesetzt werden können. Die Hülse ist hinsichtlich ihrer Dimension so ausgelegt, dass der Stecker vollständig innerhalb der Hülse aufgenommen wird, wohingegen das Standard-LWL-Kabel vom Dichtungseinsatz umgriffen wird, um IP67-konform und/oder IP69-konform zu sein. Damit ist es möglich, jeden beliebigen konventionellen LWL-Stecker IP-konform zu machen, auch nachträglich.
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Vorzugsweise weisen die Hülse und die zweite Signalschnittstelle miteinander korrespondierende Verrieglungseinrichtungen, insbesondere Gewinde, auf und der Deckel und die Hülse weisen miteinander korrespondierende Gewinde auf.
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Der Deckel und die Hülse werden miteinander verschraubt. Die Hülse wird in das Gehäuse des Signalumwandlungsmoduls eingeschraubt. Diese Verbindungsart ist üblich und einfach. Es können hohe Kräfte übertragen werden. Die Verbindung ist kraftschlüssig. Die Verbindung ist lösbar.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn der Dichtungseinsatz mehrteilig ausgebildet ist, wobei der Dichtungseinsatz eingerichtet ist, in einem radialen Presssitz in der Hülse zu sitzen, und wobei der Dichtungseinsatz eine Durchgangsöffnung mit einem Durchmesser aufweist, der an einen Durchmesser des Standard-LWL-Kabels angepasst ist, so dass das Standard-LWL-Kabel formschlüssig und kraftschlüssig in einem Presssitz im Dichtungseinsatz sitzt, wenn der Deckel mit der Hülse verbunden ist.
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Die mehrteilige Ausgestaltung des Dichtungseinsatzes vereinfacht den Zusammenbau. Der Dichtungseinsatz kann auf ein bestehendes LWL-Kabel (nachträglich) aufgesteckt werden, wobei der LWL-Stecker nicht vom Kabel getrennt werden muss. Natürlich ist es auch möglich, den Dichtungseinsatz einstückig auszubilden. In diesem Fall ist es aber erforderlich, dass der Anwender bereits von Anfang an weiß, dass die Schnittstelle zwischen dem Kabel und der Signalumwandlungseinheit staub- und feuchtigkeitsdicht sein muss. In diesem Fall kann vor der Montage des Steckers der Dichtungseinsatz auf das Kabel gezogen werden, um später, sobald der Stecker am Signalumwandlungsmodul befestigt ist, die Dichtung herzustellen.
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Insbesondere sind das Dichtungsmodul und das Standard-LWL-Kabel jeweils zylindersymmetrisch ausgebildet.
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Bei einer besonderen Ausgestaltung ist das Dichtungsmodul eine PG- oder M-Kabelverschraubung.
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Außerdem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der LWL-Stecker ein ST-Stecker, insbesondere ohne Knickschutz, ist. Der Knickschutz sollte abnehmbar oder verschiebbar sein.
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Ferner wird ein Verfahren zum Montieren eines Bausatzes gemäß der Erfindung an einem konventionellen Drehgeber offenbart, der lediglich eine erste Schnittstelle zur Übertragung elektrischer Signale umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Aufstecken des Signalumwandlungsmoduls auf die Schnittstelle des Drehgebers; Schieben des Deckels und dann der Hülse auf das LWL-Kabel; Einstecken des LWL-Steckers in die zweite Schnittstelle des Signalumwandlungsmoduls; Schieben der Hülse in Richtung der zweiten Schnittstelle und Verbinden des Gehäuses des Signalumwandlungsmoduls mit der Hülse des Dichtungsmoduls; Aufstecken des Dichtungseinsatzes auf das LWL-Kabel und Einführen in die Hülse; und Verbinden des Deckels mit der Hülse, so dass der Dichtungseinsatz in einem radialen Presssitz am LWL-Kabel sitzt.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines konventionellen Drehgebers, der mit einem (Nachrüst-)Bausatz gemäß der Erfindung verbindbar ist;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Bausatzes gemäß der Erfindung;
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3 eine Schnittansicht eines Bausatzes gemäß der Erfindung im verbundenen Zustand;
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4 ein LWL-Kabel mit einem ST-Stecker;
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5 eine Explosionsansicht zur Verdeutlichung einer Montage eines Bausatzes gemäß der Erfindung;
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6 eine perspektivische Ansicht eines konventionellen Drehgebers mit optischer Signalübertragung; und
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7 eine Funktionsskizze eines weiteren konventionellen Drehgebers mit optischer Datenübertragung.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen (Nachrüst-)Bausatz
40 für einen konventionellen Drehgeber
10. Beispiele für konventionelle Drehgeber
10, insbesondere für inkrementelle Drehgeber, sind z. B. in den Dokumenten
DE 198 49 108 C2 ,
DE 10 2005 039 081 A1 und
DE 10 2008 055 687 A1 gezeigt. Eine Sensorik der konventionellen Drehgeber
10 liefert elektrische Signale
18, beispielsweise für eine Steuereinrichtung
14.
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1 zeigt einen konventionellen Drehgeber 10, der mit einem Signalumwandlungsmodul 12 mechanisch und signaltechnisch verbindbar ist, das wiederum an ein externes Gerät koppelbar ist, wie z. B. eine Steuereinrichtung 14, die auch über eine Auswertungsfunktionalität verfügen kann. Der Drehgeber 10 verfügt über eine Signalschnittstelle 16, die zur Ausgabe elektrischer Drehgebersignale 18 eingerichtet ist. Bei der Signalschnittstelle 16 kann es sich um einen Stecker bzw. eine Buchse handeln, die zur mechanischen Kopplung an ein Gegenelement eingerichtet ist.
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Das Signalumwandlungsmodul 12 weist ein (dichtes) Gehäuse 24 auf. Das Gehäuse 24 umfasst eine erste Signalschnittstelle 22, die eingerichtet ist, mit der Signalschnittstelle 16 des Drehgebers 10 mechanisch verbunden zu werden. Das Signalumwandlungsmodul 12 weist ferner eine Signalwandlungseinheit 26 auf, die (dicht) in das Gehäuse 24 integriert ist. Die Signalwandlungseinheit 26 ist eingerichtet, die elektrischen Drehgebersignale 18 in optische Signale 38 zu wandeln. Die Signalwandlungseinheit 26 kann beispielsweise einen Mikroprozessor aufweisen. Die Signalwandlungseinheit 26 umfasst auch eine hier nicht näher dargestellte Lichtquelle zur Erzeugung optischer Signale 38. Die so erzeugten optischen Signale 38 können an eine zweite Signalschnittstelle 28 geleitet werden, die einen optischen Ausgang des Signalumwandlungsmoduls darstellt. Die Signalwandlungseinheit 26 ist mit der ersten (elektrischen) Signalschnittstelle 22 und der zweiten (optischen) Signalschnittstelle 28 verbunden.
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Das Signalumwandlungsmodul 12 kann über eine weitere, dritte Signalschnittstelle 30 verfügen, die vorzugsweise wiederum einen elektrischen Ausgang darstellt.
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Die zweite (optische) Signalschnittstelle 28 kann über ein Dichtungsmodul 32 dicht gegenüber Schmutz und Feuchtigkeit mit einem Lichtwellenleiter-Kabel 36 (LWL-Kabel) verbunden werden. Das Dichtungsmodul 32 umschließt einen Lichtwellenleiter-Stecker (LWL-Stecker) 34 dicht gegenüber Schmutz, Staub und/oder Flüssigkeiten. Das Dichtungsmodul 32 sorgt also dafür, dass die Verbindung zwischen dem LWL-Kabel 36 und dem Signalumwandlungsmodul 12 IP6x-konform ist. Über das LWL-Kabel 36 werden die optischen Signale 38 von dem Signalumwandlungsmodul 12 (optisch) an die Steuereinrichtung 14 übertragen. Beim LWL-Kabel 36 kann es sich um ein Standardkabel (z. B. Glasfaser) handeln.
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Das Signalumwandlungsmodul 12 und das Dichtungsmodul 32 definieren einen (Nachrüst-)Bausatz 40 gemäß der Erfindung. Mit dem Bausatz 40 ist es möglich, konventionelle Drehgeber 10, deren Datenübertragung allein auf elektrischen Signalen basiert, nachträglich für eine optische Signalübertragung nachzurüsten.
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In 2 ist ein Bausatz 40 in isolierter Form gezeigt. Die 2 zeigt wiederum ein Signalumwandlungsmodul 12 mit einem Gehäuse 24 sowie ein Dichtungsmodul 32, das eine Verbindung zwischen dem Signalumwandlungsmodul 12 und einem LWL-Kabel 36 sichert. In 2 ist der Bausatz 40 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die gezeigten Komponenten des Bausatzes 40 können entlang den punktierten Linien zusammengesetzt werden, wie es nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Im Nachfolgenden wird der Bausatz 40 unter gemeinsame Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben werden, wobei die 3 eine Schnittansicht eines Bausatzes 40 im zusammengesetzten Zustand zeigt, in welchem das Dichtungsmodul 32 mit dem Signalumwandlungsmodul 12 verbunden ist.
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Das Dichtungsmodul 32 weist ein Dichtungsgehäuse 42 auf, das mehrteilig ausgebildet ist (siehe 3). Das Dichtungsgehäuse 42 weist zumindest eine Hülse 44 und einen Deckel 46 auf. Die Hülse 44 kann an ihrem oberen Ende ein erstes Außengewinde 48 aufweisen, das an ein Innengewinde 50 des Deckels 46 angepasst ist. Ferner kann die Hülse 44 an ihrem gegenüberliegenden, unteren Ende ein zweites Außengewinde 52 aufweisen, das an ein Innengewinde 54 der zweiten Schnittstelle 28 des Signalumwandlungsmoduls 12 angepasst ist. Andere Verbindungsarten als Verschrauben sind möglich. Die zweite Signalschnittstelle 28 des Signalumwandlungsmoduls 12 ist in der 3 als ein Sackloch mit dem Innengewinde 54 im Gehäuse 24 verdeutlicht. Die 3 zeigt einen Zustand, bei dem das LWL-Kabel 36 dicht (d. h. IP67-konform und IP69-konform) über das Dichtungsmodul 32 mit dem Signalumwandlungsmodul 12 verbunden ist. Die Dichtigkeit wird über einen, vorzugsweise mehrteilig ausgebildeten, Dichtungseinsatz 58 erzielt. In den 2 und 3 ist der Dichtungseinsatz 58 zweiteilig hülsenförmig ausgebildet und umfasst ein erstes Teil 60-1 und ein zweites Teil 60-2.
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Der Dichtungseinsatz 58 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und formschlüssig an einen Innenraum 56 angepasst, der durch die Hülse 44 und den Deckel 46 definiert wird, wenn die Hülse 44 mit dem Deckel 46 verbunden ist. Der Dichtungseinsatz 58 ist entlang seiner Längsachse innen hohl ausgebildet, um das LWL-Kabel 36 formschlüssig, insbesondere in Form eines Presssitzes, aufnehmen zu können, wie es nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Der Dichtungseinsatz 58 kann einen auskragenden Flanschabschnitt aufweisen, um einen Übergang zwischen der Hülse 44 und dem Deckel 46 dichtend abzuschließen, wenn diese miteinander verbunden sind. In einem oberen Bereich kann der Dichtungseinsatz 58 sich konisch verjüngen, wie es ebenfalls nachfolgend noch näher erläutert werden wird.
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Bezug nehmend auf 4 ist ein konventioneller ST-Stecker 62 im Schnitt gezeigt, der endseitig an einem LWL-Kabel 36 angeordnet ist. Entlang einer hier nicht näher gezeigten Mittellängsachse erstreckt sich eine Glasfaser 64, die koaxial zu einem Schutzrohr 66 angeordnet ist, das radial außen auf der Glasfaser 64 aufsitzt, um Verletzungen der Glasfaser 64 innerhalb des LWL-Kabels 36 zu verhindern. Ein vorderes Ende der Glasfaser 64 kann mit einer (Keramik-)Ferrule versehen sein, die außen auf der Glasfaser 64 aufsitzt. Axial schließt sich an die Ferrule 68 ein, vorzugsweise metallisches, Steckergehäuse 70 an, das den eingangs erwähnten (Bajonett-)Verschluss realisieren kann. Es versteht sich, dass andere Verschlussarten gewählt werden können. An das Steckergehäuse 70 schließt sich in der Längsrichtung eine (Kevlar-)Hülse 72 an, die radial außen auf dem Schutzrohr 66 aufsitzt. Auf der Kevlar-Hülse 72 sitzt radial außen eine Krimp-Hülse 74 auf, die von einem Knickschutz 76 umgeben ist, der sich zwischen dem Steckergehäuse 70 und dem LWL-Kabel 36, vorzugsweise konisch zulaufend, erstreckt.
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Zurückkehrend zu den 2 und 3 erfolgt eine mechanische Verbindung zwischen dem LWL-Kabel 36 und dem Signalumwandlungsmodul 12 über einen Modulstecker 78 (Sendediode, d. h. Gegenstück zum LWL-Kabel) und das Steckergehäuse 70 (siehe 3). Der Modulstecker bzw. die Sendediode 78 ist mit dem Signalumwandlungsmodul 12 fest verbunden und führt die Lichtsignale nach außen, die mit der Signalwandlungseinheit 26 (vergleiche 1) verbunden ist.
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Bevor das LWL-Kabel 36 mit dem Modul 12 verbunden wird, wird der mit einer Zentralöffnung versehene Deckel 46 und anschließend die Hülse 44 auf das LWL-Kabel 36 aufgeschoben. Anschließend wird der Stecker 34 mit seinem Steckergehäuse 70 mit dem Modulstecker 78 mechanisch verbunden (Stecken und Drehen). Dann wird die Hülse 44 in die Vertiefung im Gehäuse 24 des Moduls 12 über die Gewinde 52 und 54 eingeschraubt. Anschließend werden die beiden Teile 60-1 und 60-2 des Dichtungseinsatzes 58 von hinten auf das Kabel 36 aufgesteckt. Sofern der Knickschutz 76 noch nicht entfernt ist, wird dieser noch weiter nach hinten geschoben, um das Steckergehäuse 70 freizulegen. Anschließend wird der Dichtungseinsatz 58 in Längsrichtung des Kabels 36 in die Hülse 44 eingeführt. Der Dichtungseinsatz 58 und die Hülse 44 sind so dimensioniert, dass der Dichtungseinsatz 58 im Presssitz im oberen Bereich der Hülse 44 sitzt. Gleiches gilt für das LWL-Kabel 36 im Verhältnis zum Dichtungseinsatz 58. Zu guter Letzt wird der Deckel 46 auf die Hülse 44 aufgeschraubt, der innen konkav ausgebildete Deckel 46 zwingt den Dichtungseinsatz 58 sowohl axial nach unten als auch radial nach innen. Das LWL-Kabel 36 sitzt in einem Presssitz 80 im Dichtungseinsatz 58. Der Dichtungseinsatz 58 sitzt in einem Presssitz innerhalb der Hülse 44. Des Weiteren wird der Dichtungseinsatz 58 axial durch den Deckel 46 nach unten gezwängt. Somit stellt sich eine schmutz- und feuchtigkeitsdichte Verbindung ein. Dazu erforderliche Kräfte können über einen konischen Abschnitt 84 am oberen Ende des Dichtungseinsatzes 58 hervorgerufen werden, der mit einem konkaven Abschnitt 86 des Deckels 46 zusammenwirkt und durch diese axial nach unten und radial nach innen bewegt wird.
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Sofern es erforderlich ist, kann im unteren Bereich der Verbindung zusätzlich ein Dichtungsring 87 vorgesehen werden.
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In 5 ist eine seitliche Explosionsansicht eines weiteren Dichtungsmoduls 32 gezeigt, das z. B. in Form einer PG-Verschraubung realisiert sein kann. Der LWL-Stecker 34 ist bereits in einem mit dem Modul 12 verbundenen Zustand gezeigt. Zwischen dem Dichtungsmodul 32 und dem Signalumwandlungsmodul 12 kann optional ein Druckring 88 vorgesehen werden, der von der Hülse 44 gepresst wird, die hier exemplarisch in Form eines Adapters 90 und eines sogenannten Doppelnippels 92 zweiteilig gebildet ist. Der Doppelnippel 92 kann formschlüssig in den Adapter 90 eingesteckt werden. Der Dichtungseinsatz 58 wird formschlüssig in Form seiner beiden Teile 60-1 und 60-2 in den Doppelnippel 92 eingesteckt und umgreift das LWL-Kabel 36 dichtend. Der Deckel 46 wird auf das Außengewinde 48 des Doppelnippels 92 aufgeschraubt und stellt so die IP67- und/oder IP69-konforme Verbindung zwischen dem Kabel 36 und dem Gehäuse 24 des Signalumwandlungsmoduls her. Auf den Deckel 46 kann ein optionaler Knickschutz 94 in Form von vorzugsweise einer Spiralfeder 96 nachfolgen.
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Eine Einbaurichtung ist in 5 mit einem Pfeil 100 veranschaulicht.
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Die Dichtigkeit wird also durch Drehen des Deckels 46 auf die Hülse 44 hergestellt.
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Folgende Vorteile werden generell erzielt:
- – Nachrüstbarer IP69-Schutz für LWL-Steckverbinder
- – Drehgebergehäuse muss nicht nachträglich geöffnet werden
- – Preisgünstige Standardverschraubung verwendbar
- – Dichtungseinsatz ist teilbar
- – Erhöhter mechanischer Schutz für den LWL-Steckverbinder
- – Montage und Demontage des LWL-Steckers kann in einem endmontierten Zustand des Drehgebers erfolgen, ohne den Drehgeber zu öffnen.
- – Am Drehgeber kann die LWL-Signalleitung gefahrlos während eines Normalbetriebs an- und abgesteckt werden, ohne den Drehgeber zu öffnen oder die Anwendung zu stoppen.
- – Der Drehgeber kann, wo es eine Anwendung zulässt, auch zunächst ohne IP-Schutz, z. B. zur Inbetriebnahme der LWL-Strecke, betrieben werden. Falls erforderlich, kann der IP-Schutz später, ohne großen Aufwand, nachgerüstet werden.
- – Die LWL-Signalstrecke kann optisch, mit dem menschlichen Auge, auf Signalverfügbarkeit geprüft werden, wenn das Dichtungsmodul demontiert wird.
- – Das Risiko einer durch eine Unachtsamkeit des Anwenders später hervorgerufenen Undichtigkeit am Drehgeber wird minimiert, weil für eine Überprüfung wichtige Teile außerhalb des Drehgebergehäuses angeordnet sind. Ein werkseitig verschraubtes Drehgebergehäuse muss zur Inbetriebnahme nicht mehr geöffnet werden. Eine Fehlmontage der Gehäusedichtung wird verhindert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehgeber
- 12
- Signalumwandlungsmodul
- 14
- Steuereinrichtung
- 16
- Signalschnittstelle von 10
- 18
- elektr. Drehgebersignal
- 20
- Gehäuse von 10
- 22
- 1. Signalschnittstelle von 12
- 24
- Gehäuse von 12
- 26
- Signalwandlungseinheit
- 28
- 2. Signalschnittstelle/optischer Ausgang
- 30
- 3. Signalschnittstelle/elektr. Ausgang
- 32
- Dichtungsmodul
- 34
- LWL-Stecker
- 36
- LWL-Kabel
- 38
- optisches Signal
- 40
- (Nachrüst-)Bausatz
- 42
- Dichtungsgehäuse (3)
- 44
- Hülse von 42
- 46
- Deckel
- 48
- 1. Außengewinde von 44
- 50
- Innengewinde von 46
- 52
- 2. Außengewinde von 44
- 54
- Innengewinde von 22 bzw. 24
- 56
- Innenraum von 42
- 58
- Dichtungseinsatz
- 60
- Teile von 58
- 62
- ST-Stecker (4)
- 64
- Glasfaser
- 66
- Schutzrohr/Mantel
- 68
- (Keramik-)Ferrule
- 70
- Steckergehäuse
- 72
- Kevlar-Hülse
- 74
- Crimp-Hülse
- 76
- Knickschutz
- 78
- Modulstecker/Sendediode (3)
- 80
- Presssitz
- 82
- Öffnung in 58
- 84
- konischer Abschnitt von 58
- 86
- konkaver Abschnitt von 46
- 87
- Dichtungsring
- 88
- Druckring/Dichtung
- 90
- Adapter
- 92
- Doppelkippel
- 94
- optionaler Kabelschutz
- 96
- Spiralfeder
- 98
- PG-Gehäuse
- 100
- Einbaurichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19849108 C2 [0036]
- DE 102005039081 A1 [0036]
- DE 102008055687 A1 [0036]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm IEC 60 529 [0008]
- DIN 40050-9 [0008]
