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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen induktiven Sensor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für einen induktiven Sensor nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.
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Induktive Sensoren werden zur Erfassung und Überwachung bestimmter Arbeitsabläufe in industriellem Einsatz vielfältig verwendet. Je nach ihrem Einsatzgebiet gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Sensoren, die sich in ihrem Messbetrieb, ihrem Aufbau und ihrer Größe unterscheiden. So sind berührungslos arbeitende Sensoren, wie beispielsweise induktive Näherungsschalter, bekannt, die einen bestimmten Bereich überwachen oder die Position eines Objektes erfassen. In der Regel werden bei diesen induktiven Näherungsschaltern bzw. induktive Näherungssensoren Endkappen aus Kunststoff eingesetzt, welche einteilig ausgebildet sind.
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Induktive Näherungssensoren sind üblicherweise in einer zylindrischen Metallhülse untergebracht. Das Sensorelement, beispielsweise eine Spule, sitzt an dem einen Ende der Metallhülse in der Endkappe aus Kunststoff. An dem anderen Ende der Metallhülse befindet sich ein Anschlussbereich mit einem Stecker beziehungsweise einem Leitungsabgang. Dazwischen ist eine Leiterkarte angeordnet.
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Induktive Sensoren werden meist mit Kunststoffkappen hergestellt, damit die Magnetfelder ohne größere Beeinträchtigungen den Detektionsbereich vor dem Sensor erreichen können. Für bisherige induktive Sensoren sind verschiedene Kunststoffkappen vorgesehen, die beispielsweise bündig, nicht bündig oder minimal überstehend an einem Ende der Metallhülse angeordnet sind, je nach Ausführung des induktiven Sensors.
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Damit ist jedoch für jede Sensorvariante eine eigene Variante einer Kunststoffkappe notwendig. Jedoch werden durch viele neue Sensorvarianten eine Vielzahl von unterschiedlichen Kunststoffkappen bzw. Endkappen benötigt, was jedoch nicht mehr praktikabel und nicht mehr kostengünstig ist.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Gehäuse für einen induktiven Sensor bereitzustellen, ohne dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Endkappen notwendig wird.
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Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Gehäuse für einen induktiven Sensor mit mindestens einem hülsenförmigen Gehäuseteil und mindestens einer becherförmigen Endkappe für ein Sensorelement, wobei die becherförmige Endkappe einen hülsenförmigen Abschnitt aufweist, wobei die Endkappe aus Kunststoff ist, wobei die Endkappe in dem hülsenförmigen Gehäuseteil angeordnet ist, wobei die Endkappe entlang eines Außendurchmessers des hülsenförmigen Abschnitts eine umlaufende ringförmige Pressfläche aufweist, die gegenüber einem Innendurchmesser des Gehäuseteils ein Übermaß aufweist, so dass zwischen hülsenförmigem Gehäuseteil und der Endkappe ein Presssitz gebildet ist, wobei eine mantelförmige Außenfläche des hülsenförmigen Abschnitts der Endkappe keine Stufe aufweist, die über den Innendurchmesser des hülsenförmigen Gehäuseteils übersteht.
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Die Aufgabe wird weiter gelöst gemäß Anspruch 10 mit einem Verfahren zu Herstellung eines Gehäuses für einen induktiven Sensor mit mindestens einem hülsenförmigen Gehäuseteil und mindestens einer becherförmigen Endkappe für ein Sensorelement, wobei die becherförmige Endkappe einen hülsenförmigen Abschnitt aufweist, wobei die Endkappe aus Kunststoff ist, wobei die Endkappe in dem hülsenförmigen Gehäuseteil angeordnet wird, wobei die Endkappe entlang eines Außendurchmessers des hülsenförmigen Abschnitts eine umlaufende ringförmige Pressfläche aufweist, die gegenüber einem Innendurchmesser des Gehäuseteils ein Übermaß aufweist, so dass zwischen hülsenförmigem Gehäuseteil und Endkappe ein Presssitz gebildet wird, nachdem die Endkappe in das Gehäuseteil eingeschoben wurde, wobei eine mantelförmige Außenfläche des hülsenförmigen Abschnitts der Endkappe keine Stufe aufweist, die über den Innendurchmesser des hülsenförmigen Gehäuseteils übersteht.
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Die Endkappe weist an der Außenfläche des hülsenförmigen Abschnitts bzw. an einer mantelförmigen Außenfläche des hülsenförmigen Abschnitts keine Stufe auf, die über den Innendurchmesser des hülsenförmigen Gehäuseteils übersteht, welche einen mechanischen Anschlag bilden könnte. Damit kann die becherförmige Endkappe in dem hülsenförmigen Gehäuseteil beliebig verschoben werden, ohne dass ein mechanischer Anschlag vorhanden ist. Insbesondere kann die Endkappe bündig in das hülsenförmige Gehäuseteil eingeschoben werden.
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Die Endkappe wird gemäß der Erfindung als Universalendkappe ausgeführt, mit der unterschiedliche Endkappen innerhalb einer Baugröße des Sensors überflüssig werden und trotzdem die verschiedenen Überstände abgebildet werden können. Gemäß der Erfindung können identische Endkappen mit verschiedenen Überständen oder bündig zum Ende des hülsenförmigen Gehäuseteils befestigt und fixiert werden können. Dadurch sind in der Herstellung günstigere Endkappen möglich, da nur ein Werkzeug für eine Endkappe eines Typs notwendig ist die für mehrere verschiedenen Sensoren eingesetzt werden kann.
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Die Endkappe wird genau so weit in das hülsenförmige Gehäuseteil eingeschoben wie notwendig, jedoch soweit, dass die umlaufende ringförmige Pressfläche vollständig von dem hülsenförmigen Gehäuseteil umgeben ist. Damit ragt jedoch noch ein Teil der becherförmigen Endkappe aus dem hülsenförmigen Gehäuseteil heraus, falls dies für die gewünschte Sensorvariante notwendig ist. Jedoch kann die becherförmige Endkappe auch bis zum Rand des hülsenförmigen Gehäuseteils bündig zu dem hülsenförmigen Gehäuseteil eingeschoben werden, falls dies für die gewünschte Sensorvariante notwendig ist.
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Ein Einschieben der Endkappe in das hülsenförmige Gehäuseteil kann im einfachsten Fall durch die bloße Hand eines Fertigungsmonteurs erfolgen. Jedoch kann auch eine Vorrichtung zur Montage des Gehäuses vorgesehen sein. In die Vorrichtung wird das hülsenförmige Gehäuseteil und die Endkappe eingelegt. Dann wird mittels eines Anschlags der Montagevorrichtung die Endkappe bis auf ein gewünschtes Maß, welches von dem Anschlag vorgegeben wird in das hülsenförmige Gehäuseteil eingepresst werden. Es versteht sich, dass die Montagevorrichtung hochautomatisiert sein kann und mit einer Vielzahl von möglichen Anschlägen ausgerüstet sein kann bzw. über ein Meßsystem verfügt um die Endkappe um ein vorbestimmtes Maß in das hülsenförmige Gehäuse einzuschieben. Weiter kann ein Antrieb vorhanden sein, um die becherförmige Endkappe in das Gehäuseteil automatisiert einzuschieben.
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Das Sensorelement, beispielsweise eine Spule, sitzt an dem einen Ende des Gehäuseteils in der Endkappe aus Kunststoff. An dem anderen Ende des Gehäuseteils befindet sich ein Anschlussbereich mit beispielsweise einem Stecker beziehungsweise einem Leitungsabgang. Dazwischen ist beispielsweise eine Leiterkarte mit einer Steuer- und Auswerteeinheit angeordnet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das hülsenförmige Gehäuseteil aus Metall. Vorzugsweise ist das Gehäuseteil aus Messing. Jedoch kann die Gehäusehülse beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl gebildet sein. Dadurch ist die Gehäusehülse mechanisch robust ausgebildet. Die Gehäusehülse kann an der Außenfläche glatt ausgebildet sein. Jedoch kann auch ein Gewinde an der Außenfläche ausgebildet sein, so dass das Gehäuse einschraubbar ist bzw. mittels Muttern einfach fixiert werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Endkappe entlang eines Außendurchmessers umlaufende ringförmige Dichtrippen auf, die gegenüber einem Innendurchmesser des Gehäuseteils ein Übermaß aufweisen, so dass zwischen hülsenförmigem Gehäuseteil und der Endkappe eine Dichtung gebildet wird. Die Dichtrippen sind dabei vorzugsweise einstückig mit der Endkappe verbunden. Es sind beispielsweise mehrere Dichtrippen parallel zueinander angeordnet. Die Dichtrippen sind beispielsweise zwischen der Stirnseite und der Pressfläche der Endkappe angeordnet. Zwischen den Dichtrippen und der Stirnseite weist die Endkappe eine Oberfläche auf die je nach Einschubtiefe teilweise aus dem Gehäuseteil herausragt.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die becherförmige Endkappe an einem Außendurchmesser an dem offenen Ende, eine insbesondere umlaufende ringförmige Verjüngung auf, wodurch eine Einführvorrichtung gebildet ist. Dadurch kann die Endkappe einfach auf das hülsenförmige Gehäuseteil aufgesetzt werden, zentriert werden und einfach in das hülsenförmige Gehäuseteil eingeschoben werden.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die becherförmige Endkappe zentrisch an der Stirnseite in Richtung Innenraum gerichtet einen Zentrierzapfen auf. Der Zentrierzapfen dient der Aufnahme des Sensorelements wodurch das Sensorelement positioniert wird und beispielsweise fixiert werden kann. Durch den Zentrierzapfen lässt sich das Sensorelement automatisch positionieren. Der Zentrierzapfen ist beispielsweise senkrecht zu der Stirnseite angeordnet.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Stirnseite der becherförmige Endkappe eine größere Wandstärke auf, als der hülsenförmige Abschnitt der becherförmigen Endkappe. Dadurch ist die Stirnseite stabiler ausgeführt als der hülsenförmige Abschnitt der Endkappe, wodurch eine Verformung der Stirnseite, durch den Fügeprozess vermieden wird, wodurch die exakte Position und Ausrichtung des Sensorelements gewährleistet wird.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die becherförmige Endkappe an einer Außenfläche des hülsenförmigen Abschnitts mindestens eine Markierung auf zu Einführtiefe der Endkappe in das hülsenförmige Gehäuseteil. Dadurch kann bei der Produktion eine richtige Positionierung der Endkappe durchgeführt und geprüft werden. Insbesondere bei einer manuellen Montage kann sehr einfach optisch geprüft werden ob, ein vorgesehener Teil der Markierung noch sichtbar ist und ein vorgesehener Teil durch das hülsenförmige Gehäuseteil abgedeckt ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die becherförmige Endkappe an einer Außenfläche des hülsenförmigen Abschnitts mit der Innenfläche des hülsenförmigen Gehäuseteils verklebt. Dadurch kann die Position der Endkappe final fixiert werden, so dass die Endkappe nicht mehr verschiebbar ist und auch bei höheren mechanischen Beanspruchungen fest fixiert mit dem hülsenförmigen Gehäuseteil verbunden ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die becherförmige Endkappe mit dem hülsenförmigen Gehäuseteil vergossen. Insbesondere wenn das hülsenförmige Gehäuseteil ebenfalls aus Kunststoff ist kann die becherförmige Endkappe nach der Fixierung mit dem hülsenförmigen Gehäuseteil vergossen werden, so dass eine stoffschlüssige Verbindung vorliegt.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
- 1 ein Gehäuse für einen induktiven Sensor;
- 2 eine becherförmige Endkappe für einen induktiven Sensor;
- 3 bis 6 jeweils ein Gehäuse für einen induktiven Sensor.
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In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Gehäuse 1 für einen induktiven Sensor 2 mit mindestens einem hülsenförmigen Gehäuseteil 3 und mindestens einer becherförmigen Endkappe 4 für ein Sensorelement 5, wobei die becherförmige Endkappe 4 einen hülsenförmigen Abschnitt 6 aufweist, wobei die Endkappe 4 aus Kunststoff ist, wobei die Endkappe 4 in dem hülsenförmigen Gehäuseteil 3 angeordnet ist, wobei die Endkappe 4 entlang eines Außendurchmessers 7 des hülsenförmigen Abschnitts 6 eine umlaufende ringförmige Pressfläche 8 aufweist, die gegenüber einem Innendurchmesser 9 des Gehäuseteils 3 ein Übermaß aufweist, so dass zwischen hülsenförmigem Gehäuseteil 3 und der Endkappe 4 ein Presssitz gebildet ist, wobei eine mantelförmige Außenfläche des hülsenförmigen Abschnitts 6 der Endkappe 4 keine Stufe aufweist, die über den Innendurchmesser 9 des hülsenförmigen Gehäuseteils 3 übersteht.
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Die Endkappe 4 ist insbesondere gemäß den 3 bis 6 als Universalendkappe ausgeführt, wobei identische Endkappen 4 mit verschiedenen Überständen oder bündig zum Ende des hülsenförmigen Gehäuseteils 3 befestigt und fixiert werden können.
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Die Endkappe 4 wird gemäß 1 genau so weit in das hülsenförmige Gehäuseteil 3 eingeschoben wie notwendig, jedoch soweit, dass die umlaufende ringförmige Pressfläche 8 vollständig von dem hülsenförmigen Gehäuseteil 3 umgeben ist. Damit ragt jedoch noch ein Teil der becherförmigen Endkappe 4 aus dem hülsenförmigen Gehäuseteil 3 heraus, falls dies für die gewünschte Sensorvariante notwendig ist.
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Jedoch kann gemäß 6 die becherförmige Endkappe 4 auch bis zum Rand des hülsenförmigen Gehäuseteils 3 bündig zu dem hülsenförmigen Gehäuseteil 3 eingeschoben werden, falls dies für die gewünschte Sensorvariante notwendig ist.
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Ein Einschieben der Endkappe 4 in das hülsenförmige Gehäuseteil 3 kann im einfachsten Fall durch die bloße Hand eines Fertigungsmonteurs erfolgen. Jedoch kann auch eine Vorrichtung zur Montage des Gehäuses 1 vorgesehen sein. In die Vorrichtung wird mindestens das hülsenförmige Gehäuseteil 3 und mindestens die Endkappe 4 eingelegt. Dann wird mittels eines Anschlags der Montagevorrichtung die Endkappe 4 bis auf ein gewünschtes Maß, welches von dem Anschlag vorgegeben wird in das hülsenförmige Gehäuseteil 3 eingepresst werden.
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Das Sensorelement 5, beispielsweise eine Spule, sitzt gemäß 1 an dem einen Ende des Gehäuseteils 3 in der Endkappe 4 aus Kunststoff. An dem anderen Ende des Gehäuseteils 3 befindet sich ein nicht dargestellter Anschlussbereich mit beispielsweise einem Stecker beziehungsweise einem Leitungsabgang. Dazwischen ist beispielsweise eine Leiterkarte 17 mit einer Steuer- und Auswerteeinheit 18 angeordnet
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Beispielsweise ist das hülsenförmige Gehäuseteil 3 aus Metall. Vorzugsweise ist das Gehäuseteil 3 aus Messing. Jedoch kann das Gehäuseteil 3 bzw. die Gehäusehülse beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl gebildet sein. Das Gehäuseteil 3 kann an der Außenfläche glatt ausgebildet sein. Jedoch kann auch ein Gewinde an der Außenfläche ausgebildet sein, so dass das Gehäuse 1 bzw. das Gehäuseteil 3 einschraubbar ist bzw. mittels Muttern einfach fixiert werden kann.
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Gemäß 2 weist die Endkappe 4 entlang eines Außendurchmessers umlaufende ringförmige Dichtrippen 10 auf, die gegenüber einem Innendurchmesser 9 des Gehäuseteils 3 ein Übermaß aufweisen, so dass zwischen hülsenförmigem Gehäuseteil 3 und der Endkappe 4 eine Dichtung gebildet wird. Die Dichtrippen 10 sind dabei vorzugsweise einstückig mit der Endkappe 4 verbunden. Es sind beispielsweise mehrere Dichtrippen 10 parallel zueinander angeordnet. Die Dichtrippen 10 sind beispielsweise zwischen der Stirnseite 15 und der Pressfläche 8 der Endkappe 4 angeordnet. Zwischen den Dichtrippen 10 und der Stirnseite 15 weist die Endkappe 4 eine Oberfläche auf die je nach Einschubtiefe teilweise aus dem Gehäuseteil herausragt.
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Gemäß 2 weist die becherförmige Endkappe 4 an einem Außendurchmesser an dem offenen Ende, eine insbesondere umlaufende ringförmige Verjüngung 12 auf, wodurch eine Einführvorrichtung 13 gebildet ist. Dadurch kann die Endkappe 4 einfach auf das hülsenförmige Gehäuseteil 3 aufgesetzt werden, zentriert werden und einfach in das hülsenförmige Gehäuseteil 3 eingeschoben werden.
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Gemäß 2 weist die becherförmige Endkappe 4 zentrisch an der Stirnseite 15 in Richtung Innenraum gerichtet einen Zentrierzapfen 14 auf. Der Zentrierzapfen 14 dient der Aufnahme des Sensorelements 5 wodurch das Sensorelement 5 positioniert wird und beispielsweise fixiert werden kann. Durch den Zentrierzapfen 14 lässt sich das Sensorelement 5 automatisch positionieren. Der Zentrierzapfen 14 ist beispielsweise senkrecht zu der Stirnseite 15 angeordnet.
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Gemäß 2 weist die Stirnseite 15 der becherförmige Endkappe 4 eine größere Wandstärke auf, als der hülsenförmige Abschnitt 6 der becherförmigen Endkappe 4. Dadurch ist die Stirnseite 15 stabiler ausgeführt als der hülsenförmige Abschnitt 6 der Endkappe 4, wodurch eine Verformung der Stirnseite 15, durch den Fügeprozess vermieden wird, wodurch die exakte Position und Ausrichtung des Sensorelements 5 gewährleistet wird.
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Gemäß 3 weist die becherförmige Endkappe 4 an einer Außenfläche des hülsenförmigen Abschnitts mindestens eine Markierung 16 auf zu Einführtiefe der Endkappe 4 in das hülsenförmige Gehäuseteil 3. Dadurch kann bei der Produktion eine richtige Positionierung der Endkappe 4 durchgeführt und geprüft werden. Insbesondere bei einer manuellen Montage kann sehr einfach optisch geprüft werden ob, ein vorgesehener Teil der Markierung 16 noch sichtbar ist und ein vorgesehener Teil durch das hülsenförmige Gehäuseteil 3 abgedeckt ist.
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Beispielsweise ist die becherförmige Endkappe 4 an einer Außenfläche des hülsenförmigen Abschnitts 6 mit der Innenfläche des hülsenförmigen Gehäuseteils 3 verklebt. Dadurch kann die Position der Endkappe 4 final fixiert werden, so dass die Endkappe 4 nicht mehr verschiebbar ist und auch bei höheren mechanischen Beanspruchungen fest fixiert mit dem hülsenförmigen Gehäuseteil 3 verbunden ist.
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Beispielsweise ist die becherförmige Endkappe 4 mit dem hülsenförmigen Gehäuseteil 3 vergossen. Insbesondere wenn das hülsenförmige Gehäuseteil 3 ebenfalls aus Kunststoff ist kann die becherförmige Endkappe 4 nach der Fixierung mit dem hülsenförmigen Gehäuseteil 3 vergossen werden, so dass eine stoffschlüssige Verbindung vorliegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- induktiven Sensor
- 3
- hülsenförmiges Gehäuseteil
- 4
- becherförmigen Endkappe
- 5
- Sensorelement
- 6
- hülsenförmiger Abschnitt
- 7
- Außendurchmesser des hülsenförmigen Abschnitts
- 8
- ringförmige Pressfläche
- 9
- Innendurchmesser des Gehäuseteils
- 10
- ringförmige Dichtrippen
- 11
- offenes Ende der Endkappe
- 12
- Verjüngung
- 13
- Einführvorrichtung
- 14
- Zentrierzapfen
- 15
- Stirnseite der becherförmigen Endkappe
- 16
- Markierungen
- 17
- Leiterkarte
- 18
- Steuer- und Auswerteeinheit
