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Die
Erfindung betrifft ein Gehäuse
für einen Sensor.
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Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf Gehäuse für optische Sensoren wie Lichtschranken,
Lichttaster, Lichtgitter, Reflexionslichtschranken und Distanzsensoren.
Weiterhin können
die in Rede stehenden Sensoren prinzipiell auch als induktive, kapazitive
Sensoren oder Ultraschallsensoren ausgebildet sein.
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Generell
weist ein derartiger Sensor wenigstens ein Gehäuse auf, welches einen Gehäusekörper umfasst,
in welchem Sensorkomponenten des Sensors untergebracht sind. An
der Ober- und/oder Unterseite des Gehäusekörpers weist dieser eine Gehäuseöffnung auf,
die mit einem Gehäusedeckel
verschlossen wird.
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Aus
dem Stand der Technik ist es bekannt, den auf die jeweilige Gehäuseöffnung des
Gehäusekörpers aufgesetzten
Gehäusedeckel
durch Kleben oder Schweißen,
insbesondere Ultraschallschweißen,
zu fixieren. Derartige Prozesse sind jedoch sehr aufwändig, wobei
insbesondere eine derartige Fixierung einen erheblichen Zeitaufwand
beansprucht, der die Fertigung des Sensors unerwünscht verteuert. Weiterhin
ist nachteilig, dass derartige Befestigungstechniken aufwändige Betriebsmittel
erfordern, die den Herstellungsprozess der Gehäuse und damit der Sensoren
weiter verteuern.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für einen Sensor bereitzustellen,
welches rationell und kostengünstig
herstellbar ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte
Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Gehäuse für einen Sensor
umfasst einen Gehäusekörper sowie
einen auf eine Gehäuseöffnung aufsetzbaren
Gehäusedeckel.
Am Gehäusedeckel
ist ein Federelement vorgesehen, welches bei Aufsetzen des Gehäusedeckels auf
den Gehäusekörper an
dessen Innenwand verhakt und so den Gehäusedeckel am Gehäusekörper lagefixiert.
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Dabei
ist besonders vorteilhaft das Federelement als Federblech ausgebildet.
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Das
vorteilhaft als Federblech ausgebildete Federelement kann einfach
und kostengünstig
als Stanzteil gefertigt werden. Da dieses Federelement allein als
Fixiermittel zur Fixierung des Gehäusedeckels am Gehäusekörper ausreicht,
ist das Gehäuse kostengünstig herstellbar.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil besteht in der einfachen und schnellen
Montage des Gehäuses.
Nachdem die Sensorkomponenten des Sensors in dem Gehäusekörper untergebracht
worden sind, braucht der Gehäusedeckel
nur auf die Gehäuseöffnung aufgesetzt
werden, da bereits bei Aufsetzen des Gehäusedeckels das Federelement
an der Innenwand des Gehäusekörpers verhakt
und so den Gehäusedeckel
auf dem Gehäusekörper lagesichert.
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Zur
Fixierung des Gehäusedeckels
auf dem Gehäusekörper sind
somit keine zusätzlichen
Fertigungsschritte nötig.
Weiterhin reicht ein einziges Teil in Form des Federelements zur
Fixierung des Gehäusedeckels
auf dem Gehäusekörper aus.
Damit kann das Gehäuse
rationell und kostengünstig
hergestellt werden.
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Vorteilhaft
hierbei ist weiterhin, dass das Federelement einen hohen Toleranzbereich
aufweist, das heißt,
zur Erfüllung
der Funktion als Fixiermittel zur Fi xierung des Gehäusedeckels
am Gehäusekörper müssen die
Maße des
Federelements nicht exakt bestimmten Vorgaben entsprechen. Durch
den zulässigen
hohen Toleranzbereich kann das Federelement besonders kostengünstig gefertigt
werden.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das Federelement
eine feste Verbindung von Gehäusedeckel
und Gehäusekörper erhalten
wird, die kein zerstörungsfreies
Lösen mehr
ermöglicht.
Dadurch wird ein manipulationssicherer Verschluss des Gehäuses erhalten.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch geeignete
Gestaltung der Geometrie des Federelements dieses an die Geometrie
des Gehäuses
anpassbar ist. Somit können
die erfindungsgemäßen Federelemente
als Fixiermittel für
Gehäuse
mit beliebigen Geometrien eingesetzt werden. So können beispielsweise
die Gehäuse,
und damit die Gehäusedeckel
und Gehäusekörper, einen
kreisförmigen
aber auch vieleckigen, insbesondere rechteckigen Querschnitt aufweisen.
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Um
eine hinreichende Abdichtung der Nahtstelle zwischen Gehäusedeckel
und Gehäusekörper zu
erreichen, kann entweder am Gehäusedeckel oder
am Gehäusekörper eine
Dichtung vorgesehen sein, die bei Aufsetzen des Gehäusedeckels
auf den Gehäusekörper auf
den jeweils gegenüberliegenden Teil
des Gehäusekörpers oder
Gehäusedeckels
gepresst wird.
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Das
Gehäuse
ist besonders vorteilhaft als Sensorgehäuse eines optischen Sensors
einsetzbar. Dabei kann der Gehäusekörper eines
Gehäuses
bevorzugt eine, gegebenenfalls auch mehrere, insbesondere zwei Gehäuseöffnungen,
die jeweils mit einem Gehäusedeckel
verschließbar
sind, aufweisen. Für
Sensoren wie Lichtschranken oder Lichtgitter, die zwei Gehäuse aufweisen,
besteht bevorzugt jedes Gehäuse
aus einem Gehäusekörper und
wenigstens einem ein Federelement aufweisenden Gehäusedeckel.
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Prinzipiell
ist das erfindungsgemäße Gehäuse auch
für kapazitive,
induktive Sensoren oder Ultraschallsensoren einsetzbar.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1:
Draufsicht auf einen Gehäusedeckel eines
Gehäuses
für einen
Sensor.
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2:
Randbereich eines Gehäusekörpers des
Gehäuses
mit darauf aufgesetztem Gehäusedeckel.
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Die 1 und 2 zeigen
die wesentlichen Komponenten eines Gehäuses für einen Sensor. Dabei zeigt 1 einen
Gehäusedeckel 1 des Gehäuses in
einer Einzeldarstellung. 2 zeigt den oberen Randbereich
eines Gehäusekörpers 2 des Gehäuses mit
dem darauf aufgesetzten Gehäusedeckel 1 gemäß 1.
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Der
in 2 nur unvollständig
dargestellte Gehäusekörper 2 weist
eine hohlzylindrische Form auf. An der Unterseite ist der Gehäusekörper 2 mit
einem nicht dargestellten Boden verschlossen. An der Oberseite des
Gehäusekörpers 2 ist
eine Gehäuseöffnung vorgesehen
die mit dem Gehäusedeckel 1 verschlossen
wird.
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Das
Gehäuse
bildet im vorliegenden Fall ein Sensorgehäuse eines als Lichttaster ausgebildeten optischen
Sensors. In dem Gehäusekörper 2 werden sämtliche
Sensorkomponenten des Sensors untergebracht, insbesondere ein Sendelichtstrahlen
emittierender Sender, ein Empfangslichtstrahlen empfangender Empfänger, sowie
Elektronikbaugruppen zur Ansteuerung des Senders und zur Auswertung
der Ausgangssignale des Empfängers.
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Der
Gehäusedeckel 1 und
der Gehäusekörper 2 bestehen
im vorliegenden Fall aus Metall. Generell können diese Elemente des Gehäuses auch aus
Kunststoff bestehen.
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Der
Gehäusedeckel 1 ist
im Wesentlichen kreisscheibenförmig
ausgebildet und damit an die Geometrie des hohlzylindrischen Gehäusekörpers 2 angepasst.
Bei auf dem Gehäusekörper 2 aufgesetzten
Gehäusedeckel 1 schließt die Mantelfläche des Gehäusedeckels 1 bündig mit
der Mantelfläche
des Gehäusekörpers 2 ab.
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Zur
Abdichtung der Nahtstelle zwischen Gehäusedeckel 1 und Gehäusekörper 2 ist
an der Innenseite des Gehäusedeckels 1 eine
an dessen Rand in Umfangsrichtung verlaufende Dichtung 3 vorgesehen.
Die Dichtung 3 besteht vorzugsweise aus einem Gummiteil.
Die Dichtung 3 liegt dabei in einer Nut 4 des
Gehäusedeckels 1,
so dass deren Oberseite über
die Nut 4 hervorsteht. Bei Aufsetzen des Gehäusedeckels 1 wird
der über
die Nut 4 hervorstehende Teil der Dichtung 3 gegen
den oberen Rand des Gehäusekörpers 2 gepresst
und dichtet so die Nahtstelle zwischen Gehäusedeckel 1 und Gehäusekörper 2 ab.
In einer alternativen Ausführungsform
kann die Dichtung 3 auch am oberen Rand des Gehäusekörpers 2 vorgesehen
sein.
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Zur
Fixierung des Gehäusedeckels 1 am
Gehäusekörper 2 ist
ein Federelement in Form eines Federblechs 5 vorgesehen.
Das Federblech 5 ist als Stanzteil ausgebildet. Prinzipiell
kann auch ein anderer Werkstoff als Federstahl zur Ausbildung des
Federelements vorgesehen sein.
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Als
Aufnahme für
das Federblech 5 ist als Bestandteil des Gehäusedeckels 1 ein
Sockel 1b in Form eines Zylinders vorgesehen. Der Sockel 1b ist einstückig mit
dem Gehäusedeckel 1 ausgebildet und
steht von dessen Innenseite hervor. Dabei sitzt der Sockel 1b auf
einem kreisscheibenförmigen
Plateau 1c des Gehäusedeckels 1 auf,
welches gegenüber
dem Randbereich des Gehäusedeckels 1 erhöht liegt.
Die Symmetrieachse des Sockels 1b fällt mit der Symmetrieachse
des kreisscheibenförmigen Gehäusedeckels 1 zusammen,
das heißt
die kreisförmige
Randkontur des Sockels 1b ist konzentrisch zur kreisförmigen Randkontur
des Gehäusedeckels 1.
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Das
Federblech 5 weist eine zentrale Aussparung auf, die eine Öffnung bildet,
in welche der Sockel 1b einführbar ist. Diese Aussparung
wird begrenzt durch trapezförmige
Segmente 5a des Federblechs 5, wobei jeweils zwei
benachbarte Segmente 5a durch eine Ausnehmung 6 im
Federblech 5 getrennt sind. Die Segmente 5a sind
jeweils identisch ausgebildet. Die vorderen Ränder der Segmente 5a liegen
auf einer Kreislinie. Der Durchmesser der Kreislinie ist etwas kleiner
als der Außendurchmesser
des Sockel 1b, das heißt
die Größe der Aussparung
ist an die Geometrie des Sockels 1b angepasst.
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Das
Federblech 5 wird am Gehäusedeckel 1 montiert,
in dem das Federblech 5 mit der Aussparung auf den Sockel 1b geführt wird.
Dann wird das Federblech 5 auf den Sockel 1b aufgepresst,
das heißt
aufgezogen. Dabei werden die Segmente 5a aufgekantet und
verhaken so an der Mantelfläche des
Sockels 1b. Das Federblech 5 ist somit unlösbar mit
dem Gehäusedeckel 1 verbunden
und bildet mit diesem eine Baueinheit.
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Wie
aus den 1 und 2 ersichtlich,
ist der äußere Rand
des Federblechs 5 an die Randkontur des Gehäusedeckels 1 und
auch an die Kontur der Innenwand des Gehäusekörpers 2 angepasst.
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Am
Außenrand
des Federblechs 5 sind identisch und äquidistant ausgebildete Segmente 5b vorgesehen,
wobei jeweils zwei benachbarte Segmente 5b durch eine Ausnehmung 7 getrennt
sind. Das Federblech 5 liegt auf dem Plateau 1c des
Gehäusedeckels 1 so
auf, dass die Segmente 5b über den Rand des Plateaus 1c hervorstehen
und freiliegen.
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Die
Segmente 5b weisen jeweils eine trapezförmige Kontur auf. Die äußeren Ränder der
Segmente 5b liegen auf einer Kreislinie und bilden den äußeren Rand
des Federblechs 5. Die Dimensionierung des Federblechs 5 ist
derart an die Kontur der Innenwand des Gehäusekörpers 2 angepasst,
dass der Durchmesser der den äußeren Rand
des Federblechs 5 bildenden Kreislinie etwas größer ist
als der Innendurchmesser des Gehäusekörpers 2.
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Nachdem
die Sensorkomponenten im Gehäusekörper 2 untergebracht
wurden, wird der Gehäusekörper 2 mit
dem Gehäusedeckel 1 verschlossen.
Hierzu wird der Gehäusedeckel 1 mit
Druck auf den oberen Rand des Gehäusekörpers 2 aufgesetzt. Bei
Aufsetzen des Gehäusedeckels 1 wird
das Federblech 5 in den Innenraum des Gehäusekörpers 2 eingeführt. Die über den
Rand des Plateaus 1c hervorstehenden und freiliegenden
Segmente 5b kommen bei Aufsetzen des Gehäusedeckels 1 auf
den Gehäusekörper 2 in
Kontakt mit der Innenwand des Gehäusekörpers 2. Da der Außendurchmesser
des Federblechs 5 größer ist
als der Innendurchmesser des Gehäusekörpers 2,
biegen sich die Segmente 5b bei der Führung der Innenwand des Gehäusekörpers 2 auf
und verhaken an dieser. Dadurch wird eine feste, unlösbare Verbindung
von Gehäusedeckel 1 und Gehäusekörper 2 erhalten.
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- 1
- Gehäusedeckel
- 1a
- Sockel
- 1b
- Plateau
- 2
- Gehäusekörper
- 3
- Dichtung
- 4
- Nut
- 5
- Federblech
- 5a
- Segment
- 5b
- Segment
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Ausnehmung