Claims (5)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Keramikabdeckung des Oszillatorteils eines Annäherungsschalters, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Peripherie mit Metall beschichtetes Keramikplättchen (10) mit dem Oszillatorgehäuse (1) metallisch fest verbunden ist.1. Ceramic cover of the oscillator part of a proximity switch, characterized in that a ceramic platelet (10) coated with metal on the periphery is firmly connected metallically to the oscillator housing (1).
2. Keramikabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindung eine Lötverbindung ist.2. Ceramic cover according to claim 1, characterized in that the metal connection is a soldered connection.
3. Keramikabdeckung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung (15) die Schmalseite und und einen Teil.(15') am Umfang des Keramikplättchens (10) bedeckt.3. Ceramic cover according to claim 2, characterized in that the metal coating (15) covers the narrow side and a part (15') on the circumference of the ceramic platelet (10).
4. Keramikabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlötung eine Hartverlötung ist.4. Ceramic cover according to one of claims 1 to 3, characterized in that the soldering is a hard soldering.
5. Keramikabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlötung eine Weichverlö-tung ist.5. Ceramic cover according to one of claims 1 to 3, characterized in that the soldering is a soft soldering device.
Die Erfindung bezieht sich auf eine keramische Schutzabdeckung des Oszillatorteils eines Annäherungsschalters.The invention relates to a ceramic protective cover for the oscillator part of a proximity switch.
Die von aussen zu beeinflussenden Oszillatoren von berührungslosen Schaltern weisen während des Betriebs üblicherweise ein nach aussen gerichtetes, d.h. vom Oszillatorgehäuse weg gerichtetes, Hochfrequenzfeld auf. Dieses Hochfrequenzfeld wird von einem, sich dem Feld nähernden, ferromagnetischen Körper bedämpft, wobei sich das Verhalten des Oszillators verändert. In üblicher Anordnung ist die Oszillatorspule auf einem Ferritkern aufgewickelt und die ganze Spule in einem hohlzylindrischen Gehäuseteil derart untergebracht, dass die Oszillatorspule mit ihrer Flachseite so ziemlich bündig mit dem zylinderförmigen Gehäuseende verbunden ist. Damit das Hochfrequenzfeld aus dieser Anordnung nach vorne in den freien Raum eindringen kann, darf eine Schutzabdeckung über diese Spule nur aus einem elektromagnetisch transparenten Material bestehen.The oscillators of non-contact switches that are to be influenced from the outside usually have a high-frequency field directed outwards, i.e. directed away from the oscillator housing, during operation. This high-frequency field is dampened by a ferromagnetic body approaching the field, changing the behavior of the oscillator. In the usual arrangement, the oscillator coil is wound on a ferrite core and the entire coil is housed in a hollow-cylindrical housing part in such a way that the flat side of the oscillator coil is connected almost flush with the cylindrical housing end. In order for the high-frequency field from this arrangement to be able to penetrate forward into free space, a protective cover over this coil may only consist of an electromagnetically transparent material.
Solche Schutzabdeckungen aus Kunststoff werden dafür am meisten verwendet. Sie sind kostengünstig herstellbar, leicht zu bearbeiten und vor allen Dingen sind sie problemlos einzupassen und im Gehäuseteil zu befestigen. Bekannt ist allerdings auch, dass beispielsweise bei Vorgängen der Metallbearbeitung solche Annäherungsschalter durch heisse Metallpartikel oder durch Funken einer sukzessiven Zerstörung ausgesetzt sind,Such protective covers made of plastic are used the most for this. They can be produced inexpensively, are easy to process and, above all, they are easy to fit and fasten in the housing part. However, it is also known that, for example, during metalworking processes, such proximity switches are exposed to gradual destruction by hot metal particles or by sparks,
weil die Kunststoffabdeckung dieser harten äusseren Beeinflussung nicht standhält und die damit freigelegte, gegen mechanische Einflüsse relativ empfindliche Oszillatorspule schliesslich auch zerstört wird.because the plastic cover cannot withstand this harsh external influence and the oscillator coil that is thus exposed and relatively sensitive to mechanical influences is finally destroyed.
Durch eine deutsche Gebrauchsmusteranmeldung (DE-GM 73 07 974) wurde bekannt, für die Oszillatorspulen von berührungslosen Schaltern abdeckende Schutzkappen aus einem Keramikwerkstoff zu verwenden. Dieser Werkstoff bietet grosse Vorteile in bezug auf chemische Resistenz, Korrosionsfestigkeit, Hitzebeständigkeit und bis zu einem gewissen Grad auch gegen mechanische Belastungen, beispielweise in Form von Bruchsicherheit. Die bekannte Schutzkappe besteht aus einem ebenen, kreisförmigen Flächenteil mit einem daran anschliessenden hohlzylindrischen Überwurfteil. Sie ist einstückig hergestellt und gemäss den Massen des Annäherungsschalters dimensioniert oder umgekehrt; der zylindrische Gehäuseteil des Annäherungsschalters wird auf die Dimension einer beispielsweise im Handel erhältlichen Schutzkappe abgestimmt. Der Fachmann weiss, dass geformtes Keramikmaterial eines schwierigen Herstellungsvorgangs bedarf, und dass fertige Formteile wie solche Schutzkappen praktisch nicht mehr nachbearbeitet werden können. Des weiteren machen sich solche Keramikschutzkappen in der Preisgestaltung eines Annäherungsschalters ziemlich bemerkbar, da massgerechte Keramikteile verhältnismässig teuer sind.A German utility model application (DE-GM 73 07 974) made it known that protective caps made of a ceramic material could be used to cover the oscillator coils of non-contact switches. This material offers great advantages in terms of chemical resistance, corrosion resistance, heat resistance and, to a certain extent, also against mechanical loads, for example in the form of fracture resistance. The well-known protective cap consists of a flat, circular surface part with an adjoining hollow-cylindrical cap part. It is made in one piece and dimensioned according to the dimensions of the proximity switch or vice versa; the cylindrical housing part of the proximity switch is matched to the dimensions of a commercially available protective cap, for example. Those skilled in the art know that molded ceramic material requires a difficult manufacturing process and that finished molded parts such as such protective caps are virtually impossible to rework. Furthermore, such protective ceramic caps are quite noticeable in the pricing of a proximity switch, since ceramic parts that are made to measure are relatively expensive.
Die keramischen Schutzkappen werden zu ihrer Befestigung beispielsweise in die hohlzylindrischen Annäherungsschaltergehäuse eingekittet. Da solche Annäherungsschalter oft erheblichen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, ist es wichtig, wegen der sehr verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten der beiden verwendeten Materialien, also Keramik und Metall, eine genügende Masstoleranz vorzusehen, die dann mit einem Pufferstoff, beispielsweise Leim oder Kitt, aufgefüllt wird. Auf diese Weise einen feuchtigkeitsdichten Abschluss zu schaffen, ist beinahe unmöglich, da gerade durch Temperaturschwankungen und Diffusionsvorgänge ein ständiger Ausgleich von Feuchtigkeit durch die selbst Feuchtigkeit aufnehmende Puffermasse vorhanden ist.The ceramic protective caps are cemented into the hollow-cylindrical proximity switch housing, for example, to fasten them. Since such proximity switches are often exposed to considerable temperature fluctuations, it is important to provide a sufficient dimensional tolerance due to the very different coefficients of expansion of the two materials used, i.e. ceramic and metal, which is then filled with a buffer material such as glue or putty. It is almost impossible to create a moisture-tight seal in this way, since temperature fluctuations and diffusion processes mean that moisture is constantly being compensated for by the buffer mass itself, which absorbs moisture.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Keramikabdeckung der Oszillatorspule zu schaffen, die die geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist.It is the object of the invention to create a ceramic cover for the oscillator coil which no longer has the disadvantages described.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.The object is achieved by the invention specified in claim 1.
Die Figuren la und lb zeigen den vorderen Teil eines Annäherungsschalters mit einer Abdeckung gemäss der Erfindung in geschnittener Darstellung und ebenso im Schnitt die Keramikschutzabdeckung gemäss der Erfindung.Figures la and lb show the front part of a proximity switch with a cover according to the invention in a sectional view and also in section the ceramic protective cover according to the invention.
Der in Fig. 1 dargestellte vordere Teil des induktiven Schalters besteht aus einem vorzugsweise hohlzylindrischen Gehäuseteil 1 und darin eingeschoben einem Ferritkern 5 zur Aufnahme der nach aussen wirkenden Oszillatorspule. Übersichtshalber wurde die Oszillatorspule nicht abgebildet, es ist aber in diesem Fall eine konzentrisch um den inneren Kern 5' des Ferritteils gewundene, im Hohlraum 7 liegende Spule. Der hohlzylindrische Gehäuseteil 1 weist im Umfang der Innenseite an seinem äusseren Ende eine Absetzung 3 zur Aufnahme der Keramikabdeckung gemäss der Erfindung auf. Diese Keramikabdeckung gemäss der Erfindung ist in Fig. lb dargestellt, und zwar im Schnitt gezeichnet eine in die Ausnehmung 3 passende, kreisrunde Keramikscheibe 10, die im Oszillatorgehäuse 1 zu befestigen ist.The front part of the inductive switch shown in FIG. 1 consists of a preferably hollow-cylindrical housing part 1 and a ferrite core 5 inserted therein to accommodate the oscillator coil acting to the outside. For the sake of clarity, the oscillator coil has not been shown, but in this case it is a coil wound concentrically around the inner core 5' of the ferrite part and lying in the cavity 7. The hollow-cylindrical housing part 1 has a shoulder 3 on the inside circumference at its outer end for receiving the ceramic cover according to the invention. This ceramic cover according to the invention is shown in FIG.
Zur Befestigung der Keramikabdeckung im Sicherheitsschalter bzw. im Oszillatorgehäuse wird nun nicht eine Kitt- oder Leimmasse verwendet, sondern es ist als Befestigungs- und Puffermasse eine Metall-Legierung vorgesehen, die sich einerseits adäquat verlöten lässt und andererseits die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten der Keramikscheibe und des Metallgehäuses auszugleichen helfen.To fix the ceramic cover in the safety switch or in the oscillator housing, no cement or glue is used, but a metal alloy is provided as a fixing and buffer mass, which can be adequately soldered on the one hand and on the other hand the different expansion coefficients of the ceramic disc and the metal housing help balance.
Die in die richtige Dimension geschnittene Keramikscheibe erhält an ihrem Umfang, und zwar aussen an der peripheren Schmalseite sowie auf einer der daran anschliessenden Flachseiten, eine an der genannten Peripherie verlaufende Metallbeschichtung 15, 15'. Dabei ist es wichtig, dass die auf die Flachseite aufgebrachte Metallbeschichtung 15' nicht so weit gegen das Zentrum der Scheibe ausgedehnt wird, dass diese Beschich-tung durch ihr Ausmass den Oszillator bedämpfen würde. Der metallische Belag in der dargestellten L-form 15, 15' wird deshalb so gewählt, weil eine ganze Anzahl Versuche zeigte, dass nur auf diese Weise eine hermetisch taugliche Abdichtung, trotz eventueller Haarrisse durch thermische Ausgleichskräfte am Umfang gegen den Innenraum mit dem Oszillator, geschaffen werden kann. Das Beschichten der Keramikteile mit einem Metallüberzug geschieht in einem bekannten Verfahren dieser Art.The ceramic disc cut to the correct dimensions is given a metal coating 15, 15' running along the said periphery on its circumference, namely on the outside on the peripheral narrow side and on one of the adjoining flat sides. It is important that the metal coating 15' applied to the flat side does not extend so far towards the center of the disc that this coating would dampen the oscillator due to its extent. The metallic coating in the L-shape 15, 15' shown is chosen because a number of tests have shown that this is the only way to achieve a hermetically suitable seal, despite possible hairline cracks due to thermal compensation forces on the circumference against the interior with the oscillator. can be created. The ceramic parts are coated with a metal coating using a known method of this type.
In Fig. la ist zur besseren Darstellung nur eine Seite der Schnittzeichnung einer Lötstelle 12 versehen, während die andere Seite an der Stelle A lediglich die Formgebung der Ausnehmung 3 zur Keramikplatte 10 zeigt, d.h. die Lötstelle 12 ist zeichnerisch absichtlich weggelassen worden. Der Lötvorgang schliesslich ist je nach Wahl der Pufferlegierung eine Hart- oder eine Weichlötung.In Fig. 1a, only one side of the sectional drawing of a soldering point 12 is provided for better illustration, while the other side at point A only shows the shape of the recess 3 to the ceramic plate 10, i.e. the soldering point 12 has been intentionally omitted from the drawing. Finally, the soldering process is either hard or soft soldering, depending on the choice of buffer alloy.
55
1010
1515
2020
2525
3030
3535
4040
4545
SOSO
5555
6060
6565
VV
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings