DE3614198A1 - Anordnung zur einfuehrung eines kabels in ein gehaeuse - Google Patents

Description

Die Erfindung beruht auf einer Anordnung zur Einführung eines Anschlusskabels in ein Gehäuse eines elektrischen oder elektronischen Gerätes, z. B. eines Messwertaufnehmers. Solche Messwertaufnehmer (im folgenden einfach Sensoren genannt) besitzen in der Regel kreiszylindrische Gehäuse, in denen die elektrischen/elektronischen Bauteile zur Messwertaufnahme, Messwertumwandlung und die Anschlusselemente für die Anschlussleitung zur Stromversorgung des Sensors und der Signalübermittlung vom Sensor zum Auswertegerät untergebracht sind. Es sind Sensoren bekannt, die mit einem fest verlegten, d. h. nicht demontierbaren Kabel versehen sind. Grössere solcher Sensoren sind in der Regel so ausgestattet, dass ihr Anschlusskabel entsprechend ihrer Verwendung am Einsatzort angeschlossen wird; auf einen solchen zuletzt genannten Sensor bezieht sich die Erfindung.

Der Einsatz solcher Sensoren wird sehr häufig dadurch erschwert, dass am Einsatzort nur ein beschränkter Platz zur Anordnung des Sensors und dessen Anschluss zur Verfügung steht, so dass es notwendig ist, das Anschlusskabel je nach Platzbedarf zu verlegen.

Aus der DE-PS 27 58 969 ist ein Stand der Technik bekannt, der diese Schwierigkeiten insofern zu beheben sucht, als das Gehäuse in einen Winkel von 45° zur Gehäuselängsachse in zwei (oder mehrere) Gehäuseteile aufgeteilt ist, wobei jenes Gehäuseteil, in dessen Innern sich Anschlusselemente für das Anschlusskabel befinden, wahlweise um 180° umsetzbar ist, um ein Einführen des Anschlusskabels in axialer oder um 90° abgewinkelter Richtung zur Gehäuselängsachse zu ermöglichen. Dabei sind die Gehäuseteile mit einer einzigen im Winkel von 45° zur Gehäuselängsachse sich erstreckenden Verbindungsschraube verbunden.

Der Nachteil dieses Standes der Technik liegt darin, dass die Einführung des Anschlusskabels nur in zwei Richtungen, nämlich axial oder um 90° radial versetzt möglich ist, was bei den oft sehr engen Platzverhältnissen am Einsatzort der Sensoren einen Nachteil bedeutet. Ferner muss für jede Änderung der Zuführungsrichtung des Anschlusskabels immer das Anschlussgehäuse von den übrigen Gehäuseteilen getrennt, umgesetzt und wieder zusammengefügt werden.

Nach der Lehre des Deutschen Patentes 34 39 784 wird eine Anordnung zur Einführung eines Anschlusskabels in ein elektrisches/elektronisches Gehäuse vorgeschlagen, welche die Zuführung des Anschlusskabels stufenlos von jeder gewünschten Richtung, axial bis radial 90° zur Längsachse des Gehäuses ermöglicht, ohne dass dabei die Gehäuseteile voneinander getrennt werden müssen und die Anschlussleitungen durch entsprechend ihrem Aussendurchmesser gewählte PG- Verschraubungen abgedichtet werden.

Obwohl damit die Aufgabe, die Zuführung des Anschlusskabels stufenlos von jeder gewünschten Richtung axial bis radial 90° zur Längsachse des Gehäuses zu ermöglichen, ohne dass dabei die Gehäuseteile voneinander getrennt werden müssen, im wesentlichen gelöst ist, kann es beim praktischen Einsatz eines Sensors nach dieser Lehre unter erschwerten, beengten Raumverhältnissen möglich sein, dass die einzige die Mantelfläche des Gehäuses durchdringende Schraube nach Einbau des Sensors nicht mehr zugänglich ist. Dies kann besonders dann der Fall sein, wenn der Sensor zur Detektion des Füllstandes in einem Behälter benutzt wird und deshalb mittels seines Gewindes in ein zylinderförmiges Schutzgehäuse eingeschraubt ist, welches fest mit der Behälterwand verbunden ist und diese durchdringt.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Anordnung zur Einführung eines Anschlusskabels in ein elektrisches/elektronisches Gehäuse nach DE-PS 34 39 784 zu schaffen, das frei von jeder die Gehäuseteile verbindenden Schraubverbindung ist und bei welcher jenes Gehäuseteil, in dessen Innern sich die Anschlusselemente zum Anschluss eines Anschlusskabels befinden, in Richtung der Gehäuselängsachse lösbar ist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind aus den beigefügten Zeichnungen und der Beschreibung ersichtlich.

Es zeigen:

Fig. 1 das Gehäuse eines Sensors nach der Erfindung.

Fig. 2 einen Teilschnitt durch das Gehäuse nach Fig. 1.

Fig. 3 einen radialen Schnitt A-B durch das Gehäuse nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist unter 1 ein Sensor dargestellt, der zur besseren Erklärung ein kapazitiver Sensor sein soll. Dieser Sensor besitzt ein kreiszylindrisches Gehäuse, das aus drei Gehäuseteilen 2, 3, 4 besteht. Im Teil 2 sind die zur Messwertaufnahme und Messwertumwandlung benötigten elektronischen Bauteile untergebracht. Der aktive Teil mit der kapazitiven Elektrode sitzt direkt hinter der Stirnfläche 6; weiter besitzt der Sensor eine Haube 3. Die Haube 3 umschliesst die Teile, mit denen das nicht dargestellte Anschlusskabel elektrisch mit dem Sensor verbunden wird.

Weiter besitzt der Sensor eine Einführungsmuffe 4, diese ist zur Einführung des Anschlusskabels und zur Aufnahme der PG-Verschraubung 5 bestimmt.

Wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, lässt sich die Einführungsmuffe 4 so um ihre Achse verschwenken, dass sie stufenlos jede beliebige Stellung von axial in Längsrichtung des Sensors 1 bis radial 90° abgewinkelt einnehmen kann. Somit ist es möglich, das Anschlusskabel in den oft beengten Raumverhältnissen am Einsatzort des Sensors entsprechend zu verlegen und anzuschliessen. Um ein Verschwenken der Einführungsmuffe 4 zu erleichtern, sind zwei Schlüsselflächen 7 angeformt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Gehäuseteile 2 (teilweise), 3, 4, und die PG-Verschraubung 5, mit allen Einzelheiten der Erfindung. Das Gehäuse 2 umschliesst eine nicht gezeigte Leiterplatte, auf der die elektronischen Bauteile zur Messwertaufnahme und Messwertumwandlung untergebracht sind. Das Gehäuse 2 ist aus einem Kunststoff, vorteilhaft aus Polycarbonat hergestellt. Das Gehäuse 2 besitzt ein Gewinde 8, mit dessen Hilfe der Sensor 1 am Einsatzort fest montiert werden kann. Zum Beispiel kann er mit Hilfe des Gewindes 8 in das Innengewinde eines zylindrischen Schutzgehäuses eingeschraubt werden, welches in den Innenraum eines Behälters ragt und fest mit der Behälterwand verbunden ist. Das Einschrauben geschieht mit Hilfe von angeformten Schlüsselflächen 9. Mit dem Gehäuse 2 ist das Anschlussteil 10 dicht verbunden. Das Anschlussteil 10 ist wiederum vorteilhaft aus einem Polycarbonat hergestellt. Auf der der aktiven Stirnfläche 6 zugewandten Seite besitzt das Anschlussteil 10 eine zylindrische Ausnehmung 11, die zur Aufnahme eines Teiles der nicht dargestellten Leiterplatte mit den elektronischen Bauteilen bestimmt ist. Die äussere zylinderförmige Mantelfläche des Anschlussteiles 10 besitzt an der der aktiven Stirnfläche 3 zugewandten Seite einen Abschnitt 12, der sich axial erstreckt. Dessen Durchmesser ist so gewählt, dass er mit der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses 2 eine Passung im leichten Pressitz bildet. Eine ringförmige Nut 13 ist zur Aufnahme eines O-Ringes 14 bestimmt. zur Bildung der Nut 13 besitzt das Anschlussteil 10 einen kurzen zylinderförmigen Abschnitt von gegenüber dem zylindrischen Abschnitt 12 vergrösserten Durchmesser. Das Gehäuseteil 2 ist weiter mit einer ringförmigen Ausnehmung 15 versehen, deren Durchmesser so gewählt ist, dass bei Einführen des zylindrischen Abschnittes 12 des Anschlussteils 10 in das hohlzylindrische Gehäuse 2 der O-Ring 14 mittels des Bodens der Nut 13 so gegen die axiale Wand der Ausnehmung 15 gepresst wird, dass er eine dichtende Verbindung zwischen den Gehäuseteilen bildet. Nach Zusammenfügen der Teile 2 und 10 kann dann der von den Teilen 2 und 10 gebildete und die elektronischen Teile umschliessende Raum mit einer Vergussmasse ausgefüllt werden.

In Richtung der, der aktiven Stirnfläche 6 des Sensors 1 abgewandten Richtung erstrecken sich an den Anschlussteil 10 drei weitere kurze zylindrische Abschnitte 16, 17, 18.

Der Durchmesser dieser axialen Abschnitte ist so gewählt, dass er mit dem Durchmesser von gegenüberliegenden axialen Abschnitten der zylindrischen Ausnehmung 19 der Haube 3 zusammenfällt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Haube 3 von den axialen Abschnitten 16, 17, 18 gestützt wird.

Die zylindrischen Abschnitte 16, 17, 18 bilden mit den gegenüberliegenden zylindrischen Abschnitten der Haube 3 eine Passung in Form eines festen Schiebesitzes. Es ist aus Fig. 2 nun leicht ersichtlich, dass die die elektrischen Anschlussteile 20 für das nicht dargestellte Anschlusskabel umschliessende Haube 3 erfindungsgemäss in axialer Richtung von dem Anschlussteil 10 abgezogen und wieder aufgesteckt werden kann, ohne dass eine Schraubverbindung gelöst und wieder angezogen werden muss. Zur Verhinderung eines unbeabsichtigten Lösens der Haube 3 von dem Anschlussteil 10 ist die Haube 3 mit einer nasenförmigen Arretierung 21 versehen, die in der Nut 22 des Anschlussteiles 10 einrastet. Das Lösen der Teile 3 und 10 geschieht derart, dass die nasenförmige Arretierung 21 mittels eines Schraubendrehers oder ähnlichem Werkzeug leicht angehoben wird und beim Abziehen der Haube 3 über den Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 17 springt. Am Anschlussteil 10 ist eine weitere Nut 23 angeformt; sie dient der Aufnahme des O-Ringes 24. Dieser wird beim Aufschieben der Haube 3 auf das Anschlussteil 10 mittels des Bodens der Nut 23 gegen die Innenwand der Haube 3 gepresst und schliesst somit den elektrischen Anschlussraum 25 dichtend gegenüber der Umwelt ab.

An dem der aktiven Stirnflächen 6 entgegengesetzten Ende sind an dem Anschlussteil 10 quaderförmige Erhebungen 41 angeformt; sie dienen der Aufnahme der elektrischen Anschlussteile 20 für das nicht dargestellte Anschlusskabel.

Weiter besitzt die Haube 3 an dem der aktiven Stirnfläche 6 abgewandten Ende der hohlzylindrischen Ausnehmung 19 einen Abschnitt mit entlang der inneren Mantelfläche gleichmässig verteilten, symmetrisch angeordneten gleich grossen Nuten 26 (Fig. 3); diese erstrecken sich in axialer Richtung. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die mittlere der zur Aufnahme der elektrischen Anschlussteile bestimmten quaderförmigen Erhebungen 27 so ausgebildet, dass sie sich bis unmittelbar an die Innenwand der Haube 3 erstreckt und in jeweils eine der Nuten 26 einrastet. Die Breite der quaderförmigen Erhebungen 27 entspricht der Nutbreite der Nuten 26, und das der Innenwand der Haube 3 zugewandte Ende der quaderförmigen Erhebung 27 ist kreisbogenförmig ausgebildet. Der Radius dieses Kreisbogens ist so gewählt, dass er nur wenige 1/10 mm kleiner als der Radius des Nutbodens ist.

Somit kann die Haube 3 während des Aufschiebens auf das Anschlussteil 10 mittels der Nuten 26 und der quaderförmigen Erhebung 27 geführt und dann in ihrer Lage gegenüber dem Gehäuse 2 arretiert werden. Die Arretierung bietet den Vorteil, dass die Haube 3 bei Verschwenken der Einführungsmuffe 4 nicht um ihre Achse verdreht werden kann, womit eine höhere Sicherheit hinsichtlich der Streckung oder gar Zerstörung des Anschlusskabels gegeben ist.

Auf der der aktiven Stirnfläche 6 abgewandten Seite besitzt die Haube 3 eine sich in einem Winkel von 45° zur Gehäuselängsachse erstreckende elliptische Rückfläche 28; diese Rückfläche 28 geht fliessend von einem elliptischen Halbkreis in einem solchen 29 über, der sich gegenüber der Längsachse des Sensors 1 um 45° geneigt in axialer Richtung erstreckt. Die Rückfläche 28 ist durch eine kreiszylindrische Ausnehmung 30, deren Achse in einem Winkel von 45° zur Längsachse des Sensors 1 verläuft, durchbrochen. Die Mantelfläche der kreiszylindrischen Ausnehmung 30 ist in Abschnitte verschiedenen Durchmessers eingeteilt.

In einem ersten, dem Anschlussraum 25 zugewandten Abschnitt geringeren Durchmessers ist eine Nut mit quadratischem Querschnitt ausgebildet. In einem zweiten, dem Anschlussraum 25 abgewandten Abschnitt grösseren Durchmessers ist ebenfalls eine Nut mit quadratischem Querschnitt ausgebildet. In der Rückfläche 28 der Haube 3 ist die Einführungsmuffe 4 befestigt, auch diese ist aus Kunststoff, vorteilhaft aus Polycarbonat hergestellt. Die Befestigung der Einführungsmuffe 4 in der Rückfläche 28 geschieht derart, dass die Einführungsmuffe 4 mit einem ringzylindrischen Bund 31 versehen ist. Der ringzylindrische Bund 31 ist so angeordnet, dass seine Achse jeweils mit der Längsachse des Sensors 1 und der Längsachse der Einführungsmuffe 4 einen Winkel von 45° bildet. An seiner äusseren Mantelfläche ist der ringzylindrische Bund 31 ebenfalls von Abschnitten kleineren und grösseren Durchmessers versehen,die formschlüssig mit jenen Abschnitten zusammenpassen, mit denen die Wandfläche der zylindrischen Ausnehmung 30 versehen ist. Formschlüssig zu den quadratischen Nuten der Wandfläche 30 besitzt der Bund 31 ebenfalls ringzylindrische Nuten von quadratischem Querschnitt. Die Lage der Einführungsmuffe 4 in der Rückfläche 28 der Haube 3 ist nun derart, dass sich beide quadratische Nuten gegenüberliegen und so ringförmige Nuten mit rechteckigem Querschnitt bilden. In der ersten, dem Anschlussraum 25 zugewandten Nut 32 ist ein Federring 33 montiert, er bildet die drehbare Halterung der Einführungsmuffe 4 in der Haube 3. In der zweiten, dem Anschlussraum 25 abgewandten Nut 34 ist ein O-Ring 35 angeordnet, er dient der Aufgabe, den Anschlussraum 25 gegenüber der Umwelt abzudichten.

Bei den O-Ringen 14, 24, 35 kann es sich um handelsübliche O-Ringe aus Viton handeln.

Wie aus Fig. 2 leicht ersichtlich ist, kann nun die Einführungsmuffe 4 so um die Achse des zylindrischen Bundes 31 gedreht werden, dass die Einführungsmuffe 4 gegenüber der Längsachse des Sensors 1 stufenlos jede beliebige Winkeleinstellung einnehmen kann, was ermöglicht, das Anschlusskabel den oft beengten Raumverhältnissen am Einsatzort des Sensors 1 entsprechend zu verlegen.

Die Einführung des nicht dargestellten Anschlusskabels geschieht durch die Bohrung 36 der Einführungsmuffe 4. Die Bohrung 36 ist an ihrer Innenseite mit einem Gewinde 37 versehen, das zur Aufnahme der PG-Verschraubung 5 dient. Hierbei kann es sich um eine handelsübliche PG-Verschraubung handeln. Die PG-Verschraubung hat zur Aufgabe, den Anschlussraum des Kabels gegenüber der Umwelt bei gleichzeitiger Durchführung des Kabels abzudichten. Dies geschieht mit Hilfe der konischen Dichtung 38. Hierbei handelt es sich um ein handelsübliches Kaufteil aus weichem flexiblem Werkstoff. Der Innenraum 36 der Einführungsmuffe 4 hat die Form eines schräg abgeschnittenen Zylinders; diese Form dient der leichteren Durchführung des Anschlusskabels in den Anschlussraum 25. Er stellt die Verbindung zu der kreiszylindrischen Ausnehmung 40 dar, deren Achse mit der der kreiszylindrischen Ausnehmung 30 und der des ringzylindrischen Bundes 31 zusammenfällt. Die Einführung des nicht dargestellten Anschlusskabels erfolgt nun durch die zylindrischen Öffnungen 39, 36, 40. Nach einem Merkmal der Erfindung kann die Einführung und der Anschluss des Anschlusskabels mit Hilfe der stufenweisen Arretierbarkeit der Haube 3 auf dem Anschlussteil 10 dadurch wesentlich erleichtert werden, dass die sich in einem Winkel von 45° zur Längsachse des Sensors 1 erstreckende Rückfläche 28 und damit die Durchführung 40 bei beengten Anschlussverhältnissen in verschiedene, insbesondere für die Einführung und den Anschluss des Anschlusskabels günstige Stellung einrasten lässt, ohne dass bei nachträglichem Verschwenken der Einführungsmuffe 4 die Haube 3 gegenüber dem Gehäuse 2 eine andere Stellung einnehmen kann.

Claims (10)

1 Anordnung zur Einführung eines Kabels in ein Gehäuse, vorzugsweise ein kreiszylindrisches Gehäuse, mit einem ersten Gehäuseteil zur Aufnahme der elektrischen/elektronischen Bauteile, einem zweiten Gehäuseteil zur Umschliessung der Anschlusselemente für das Anschlusskabel und einem dritten Gehäuseteil zur Einführung des Anschlusskabels, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• A Das Anschlussteil 10 ist im Innern des Gehäuses 2 und der Haube 3 angeordnet.
• B Die Haube 3 ist axial abziehend von dem Anschlussteil 10 lösbar.
• C Die Haube 3 weist an ihrer inneren Mantelfläche 19 wenigstens eine Nut 26 und das Anschlussteil 10 wenigstens eine quaderförmige Erhebung 27 auf, welche in die Nut 26 einsetzt.
• D Die Haube 3 ist mittels der Nut 26 und der quaderförmigen Erhebung 27 in einer bestimmten Stellung fixierbar.

2 Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche der Haube 3 eine Feder 21 aufweist, die sperrend in die Nut 22 des Anschlussteiles 10 einrastet.

3 Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil 10 axiale zylindrische Abschnitte 16, 17, 18 aufweist, auf denen sich die Haube 3 abstützt.

4 Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse 2 und dem Anschlussteil 10 ein elastischer Ring 15 angeordnet ist.

5 Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass aus den Innenflächen der Haube 3 und dem Anschlussteil 10 ein Anschlussraum 25 zum Anschluss der elektrischen Anschlussleitungen gebildet ist.

6 Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil 10 an seiner, der aktiven Stirnfläche 6 abgewandten Seite quaderförmige Erhebungen 41 zur Aufnahme der elektrischen Anschlusselemente 20 für das Anschlusskabel aufweist.

7 Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Haube 3 und dem Anschlussteil 10 ein elastischer Ring 24 angeordnet ist.

8 Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die ringzylindrische Ausnehmung 30 und der ringzylindrische Bund 31 zueinander formschlüssige Abschnitte grösseren und kleineren Durchmessers aufweisen.

9 Anordnung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die ringzylindrische Ausnehmung 30 und der ringzylindrische Bund 31 formschlüssig gegenüberliegende Nuten 32, 34 aufweisen.

10 Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Einführungsmuffe 4 mittels eines in der Nut 32 angeordneten Federringes 33 drehbar in der Haube 3 gehalten ist.