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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor mit einem Gehäuse und einem Halter für ein Optikmodul und/oder ein Elektronikmodul sowie ein Verfahren zur Verbindung eines Gehäuses und eines Halters für ein Optikmodul und/oder ein Elektronikmodul.
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Die
DE 10 2004 035 010 B4 offenbart einen optischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, einer Auswerteeinheit, in welcher in Abhängigkeit der Empfangssignale ein Objektfeststellungssignal generiert wird, wenigstens einem Sensorgehäuse, in dessen Frontwand ein Austrittsfenster angeordnet ist, durch welches die Sendelichtstrahlen und/oder die Empfangslichtstrahlen geführt sind, wobei das wenigstens eine Sensorgehäuse aus einem Gehäusekörper und einem auf diesen aufsetzbaren Frontdeckel besteht, welcher zumindest einen Teil der Frontwand des wenigstens einem Sensorgehäuse bildet und in welchem das Austrittsfenster angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Frontdeckel mittels einer Gelenkverbindung mit dem Gehäusekörper verbunden ist, mittels derer der Frontdeckel am Gehäusekörper schwenkbar gelagert ist.
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Die
US 4 967 924 offenbart eine Anschlussdose mit einem über ein Scharnier klappbaren Deckel.
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Die
US 6 367 122 B1 offenbart einen Deckel für ein Gehäuse, wobei der Deckel über einen Zapfen mit einem Vorsprung in einer elastischen Lageraufnahme gehalten ist.
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Die
DE 20 2007 010 493 U1 offenbart ein Gehäuse für eine optoelektronische Sensoranordnung mit wenigstens einem Lichtsender und/oder einem Lichtempfänger, wobei das Gehäuse ein erstes Element und ein zweites Element aufweist, welche über einen Rast- oder Schnappmechanismus miteinander verbindbar sind.
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Die
DE 41 27 205 A1 offenbart einen Linearantrieb mit einer Kontaktplatte mit einem Profilarm, welcher in eine Längsaussparung eingedrückt wird und mit einem Gehäusevorsprung in einen Kontaktplatten-Hinterschnitt eingehakt wird.
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Bisherige Sensoren weisen beispielsweise integrierte Optikträger auf. Dies hat den Nachteil, dass die Montage von optischen Elementen oder Leiterplatten stark erschwert ist. Beispielsweise werden die Komponenten durch zu hohe Kräfte bei der Montage beschädigt.
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Bei bisherigen Sensoren kommen weiter Schnappverbindungen zum Einsatz, um die Komponenten des Sensors zusammenzufügen. Schnappverbindungen verursachen bei miniaturisierten Bauteilen hohe Toleranzanforderungen. Weiter können filigrane Schnapphaken durch angrenzende Kabel deformiert werden, was zu einem Funktionsausfall führen kann.
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Weiter ist es bekannt, bei bisherigen Sensoren Komponenten durch Kleben zusammenzufügen. Der Klebstoff muss nachteilig zusätzlich aufgebracht werden. Weiterhin können geklebte Baugruppen erst nach dem Aushärten des Klebstoffs weiterverarbeitet werden. Ausgasende Substanzen können die optischen Elemente beschädigen und negativ beeinflussen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Halter für ein Optik- und/oder Elektronikmodul spielfrei bzw. fest in einem Gehäuse zu fixieren. An dem Optik- und/oder Elektronikmodul sind gegebenenfalls Anschlussleitungen befestigt, die eine Montage des Halters erschweren.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Sensor mit einem Gehäuse und einem Halter für ein Optik- und/oder Elektronikmodul, wobei der Halter und das Gehäuse an einer ersten Stelle mit einer Klemmgabel und einem Gegenlager in einer Ausgangsposition schwenkbar verbunden sind und an einer zweiten Stelle, welche zur ersten Stelle beabstandet ist, an dem Halter und dem Gehäuse Fixiermittel angeordnet sind, um den Halter durch eine Schwenkbewegung in dem Gehäuse in einer Endposition fixierbar zu halten.
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Die vorgenannte Montage des Halters für ein Optik- und/oder Elektronikmodul kann bei sehr kleinen Miniaturgehäusen eingesetzt werden, da die Klemmgabel und das Gegenlager sehr klein ausgeführt werden können. Beispielsweise hat der Sensor Abmessungen von ca. 8 × 13 × 22 mm. Die Klemmgabeln werden gemäß der Erfindung durch die Schwenkbewegung plastisch verformt, wodurch eine Gegenkraft entsteht, wodurch der Halter spielfrei in dem Gegenlager und damit in dem Gehäuse gehalten wird. Da die Klemmgabeln stabiler auslegbar sind wie beispielswiese Schnapphaken, sind gemäß der Erfindung höhere Vorspannungen möglich, um den Halter in dem Gehäuse zu fixieren. Durch die Vorspannung der Klemmgabel wird der Halter quasi toleranzfrei in dem Gegenlager gehalten, wodurch der Halter spielfrei, d. h. ohne dass der Halter dejustiert werden kann, fixiert ist. Die Klemmgabeln sind in Vergleich zu Schnapphaken deutlich stabiler ausführbar. Der Halter ist dabei in allen drei Raumrichtungen fixiert. Insbesondere auch entlang einer Drehachse der Klemmgabel um das Gegenlager.
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Gemäß der Erfindung ist zum Zusammenfügen von Halter und Gehäuse nur eine geringe Kraft notwendig, da der Halter über eine Schwenkbewegung in der Klemmgabel fixiert wird. Der Halter ist gemäß der Erfindung ein Hebel mit einem Drehpunkt in der Klemmgabel mit Gegenlager und einem Anschlag bzw. Fixierpunkt an den Fixiermitteln, die in einem Abstand zum Gegenlager angeordnet sind.
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Selbst wenn an dem Halter Leitungen zur Kontaktierung befestig sind, werden diese Leitungen zusammen mit dem Halter bewegt bzw. verschoben, so dass eine sichere Fixierung trotz Leitungsführung möglich ist.
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Die Lösung gemäß der Erfindung ist wirtschaftlich, da keine zusätzlichen Bauteile oder Klebstoff erforderlich sind. Das Gehäuse mit dem Halter kann als Baugruppe sofort weiterverarbeitet werden.
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In Weiterbildung weist die Klemmgabel ein festes und ein flexibles Lager auf. Dabei bildet ein erster vorstehender Teil der Klemmgabel das feste Lager, welches starr mit dem Halter verbunden ist und ein zweiter vorstehender Teil bildet das flexible Lager, welches biegbar ausgebildet ist. Dadurch dass die Klemmgabel ein festes Lager aufweist ist ein fester Bezugspunkt gebildet, der beispielsweise ein Referenzmaß bildet, wodurch der Halter passgenau an dem Gehäuse fixiert werden kann.
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Erfindungsgemäß ist das Gegenlager durch einen Zapfen gebildet. Die Klemmgabel umgreift dabei den Zapfen, wodurch die Klemmgabel um den Zapfen herum schwenkbar ist. Ein Zapfen ist besonders einfach herstellbar und kostengünstig.
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Der Zapfen weist erfindungsgemäß einen länglichen Querschnitt auf, wobei die Klemmgabel über die kurze Seite, entlang der langen Seite des Zapfens in der Ausgangsposition den Zapfen umgreift und die Klemmgabel durch die Schwenkbewegung in die Endposition von dem Zapfen aufgeweitet ist, so dass die Klemmgabel spielfrei an dem Zapfen gelagert ist.
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Erfindungsgemäß sind die Fixiermittel durch Schnapp- oder Rastverbindungen gebildet. Schnapp- und Rastverbindungen lassen sich beispielsweise einstückig mit dem Halter bzw. dem Gehäuse herstellen und sind deshalb kostengünstig und kommen daher auch ohne zusätzliche Teile aus.
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Gemäß der Erfindung ist die Klemmgabel an dem Halter und das Gegenlager an dem Gehäuse angeordnet oder die Klemmgabel an dem Gehäuse und das Gegenlager an dem Halter angeordnet. Gemäß der Erfindung kann die Klemmgabel wahlfrei dort angeordnet werden, wo diese konstruktiv am einfachsten zur realisieren ist. Bevorzugt ist die Klemmgabel an dem Halter angeordnet.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügt Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
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1 einen erfindungsgemäßen Sensor;
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2 einen erfindungsgemäßen Sensor mit einem Gehäuse und einem Halter in einer Schnittdarstellung in einer Ausgangsposition;
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3 einen erfindungsgemäßen Sensor mit einem Gehäuse und einem Halter in einer Schnittdarstellung in einer Endposition;
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4 einen Querschnitt durch das Gehäuse gemäß 3;
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5 eine Detailansicht der Klemmgabel gemäß 2;
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6 eine Detailansicht der Klemmgabel gemäß 3.
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In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Sensor 1 mit einem Gehäuse 2, einer Frontscheibe 38, zwei Montagelöchern 42 und einem Anschlusskabel 40 für den Sensor 1. Bei diesem Sensor handelt es sich vorzugsweise um Miniatursensoren mit einem Gehäusevolumen von ca. 1 bis 3 cm3.
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1 zeigt den Sensor 1, der als optoelektronischer Sensor, beispielsweise als Lichtschranke oder Lichttaster ausgebildet ist oder auch nach einem anderen Sensorprinzip arbeitet, beispielsweise als induktiver oder kapazitiver Sensor. Der Sensor ist über die Leitung oder das Anschlusskabel 40 angeschlossen, insbesondere zur Stromversorgung, aber auch zur Daten- oder Signalübertragung. Das Gehäuse des Sensors kann andere Gehäuseformen aufweisen und insbesondere besonders klein als Miniatursensor ausgebildet sein.
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2 zeigt den erfindungsgemäßen Sensor 1 gemäß 1 in einem Längsschnitt in schematischer Darstellung mit einem Gehäuse 2 und einem Halter 4 für ein Optikmodul 6 und/oder Elektronikmodul 8, wobei der Halter 4 und das Gehäuse 2 an einer ersten Stelle 10 mit einer Klemmgabel 12 und einem Gegenlager 14 in einer Ausgangsposition 16 schwenkbar verbunden sind und an einer zweiten Stelle 18, welche zur ersten Stelle 10 beabstandet ist, an dem Halter 4 und dem Gehäuse 2 Fixiermittel 20 angeordnet sind, um den Halter 4 durch eine Schwenkbewegung in dem Gehäuse 2 in einer Endposition 22 gemäß 3 zu fixieren.
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Die Klemmgabel 12 ist an dem Halter 4 und das Gegenlager 14 an dem Gehäuse 2 angeordnet. Alternativ kann die Klemmgabel 12 an dem Gehäuse 2 und das Gegenlager 14 an dem Halter 4 angeordnet sein. Die Klemmgabel 12 und der Halter 4 sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Der Halter und die Klemmgabel können auch einstückig hergestellt sein. Auch das Gehäuse 2 und der Zapfen 28 sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Das Gehäuse 2 und der Zapfen 28 sind vorzugsweise einstückig hergestellt. Die Fixiermittel 20 können beispielsweise durch Schnappverbindungen 34 oder Rastverbindungen 36 gebildet sein. Das Anschlusskabel 40 gemäß 1 ragt im Bereich der Klemmgabel 12 in das Innere des Gehäuses 2 und ist mit dem Elektronikmodul 8 verbunden.
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4 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie K-K gemäß 3. Die Schnittdarstellung gemäß 4 zeigt einen Schnitt durch die Klemmgabel 12 und das Gegenlager 14 bzw. den Zapfen 28. Eine Drehachse des Gegenlagers 14, bzw. der Zapfen 28 ist etwa in der Mitte zwischen Frontscheibe 38 und gegenüberliegender Seite angeordnet. Durch die Zapfen 28 und die Klemmgabel 12 ist der Halter in Richtung der Drehachse spielfrei fixiert, so dass auch keine Verschiebung in Richtung der Drehachse möglich ist. Der Halter ist damit mittig zwischen den Zapfen zentriert, wodurch beispielsweise eine optische Achse des Optikmoduls exakt ausgerichtet wird, sobald der Halter mit dem Optikmodul in einer Endposition fixiert ist.
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Die Klemmgabel 12 kann ein festes Lager 24 und ein flexibles Lager 26 aufweisen und das Gegenlager kann durch den Zapfen 28 gebildet sein wie in 5 dargestellt.
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Gemäß 5 weist der Zapfen 28 einen länglichen Querschnitt auf, wobei die Klemmgabel 12 über eine kurze Seite 30 mit der Abmessung A, entlang einer langen Seite 32 des Zapfens 28 in der Ausgangsposition den Zapfen 28 umgreift. Die Klemmgabel 12 wird durch die Schwenkbewegung in die Endposition 22 von dem Zapfen 28 aufgeweitet auf die Abmessung B wie in 6 dargestellt, so dass die Klemmgabel 12 spielfrei an dem Zapfen 28 gelagert ist. Die Abmessung A ist dabei kleiner als die Abmessung B.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensor
- 2
- Gehäuse
- 4
- Halter
- 6
- Optikmodul
- 8
- Elektronikmodul
- 10
- erste Stelle
- 12
- Klemmgabel
- 14
- Gegenlager
- 16
- Ausgangsposition
- 18
- zweite Stelle
- 20
- Fixiermittel
- 22
- Endposition
- 24
- festes Lager
- 26
- flexibles Lager
- 28
- Zapfen
- 30
- kurze Seite
- 32
- lange Seite
- 34
- Schnappverbindung
- 36
- Rastverbindung
- 38
- Frontscheibe
- 40
- Anschlussleitung
- 42
- Montagelöcher
