DE19531267A1 - Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere einen Näherungsschalter, mit einem hülsenförmigen Gehäuse aus Metall. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines hülsenförmigen Gehäuses aus Me­ tall für ein elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere für einen Näherungs­ schalter.

Im folgenden wird immer ein Näherungsschalter betrachtet. Gleichwohl gilt alles das, was in bezug auf einen Näherungsschalter ausgeführt wird, auch in bezug auf andere elektrische oder elektronische Geräte mit einem hülsenförmigen Gehäuse aus Metall.

Näherungsschalter der vorgenannten Art sind bereits seit langem bekannt. Ein derar­ tiger Näherungsschalter geht beispielsweise aus der DE 79 06 878 U1 hervor. Das aus Metall bestehende Gehäuse dieses bekannten Näherungsschalters weist ein Au­ ßengewinde auf, um den Näherungsschalter beispielsweise in einer Öffnung eines Gehäuses oder in einer Wandung mit Hilfe von Muttern einspannen und justieren zu können. Außerdem weist das Gehäuse anschlußseitig einen gewindefreien Bereich auf. Der gewindefreie Bereich hat einen geringeren Außendurchmesser als der mit dem Außengewinde versehene Bereich des Gehäuses.

Die Herstellung des Gehäuses erfolgt bei bekannten Näherungsschaltern üblicher­ weise derart, daß von einem langen, beispielsweise aus Messing bestehenden Rohr ein Rohrabschnitt abgeschnitten wird und anschließend in diesen Rohrabschnitt ein Gewinde eingedreht bzw. eingeschnitten wird. Der gewindefreie Bereich, der einen geringeren Außendurchmesser als der mit Außengewinde versehene Bereich aufweist, muß dann noch abgedreht werden. Soll das Gehäuse als "geschlossenes" Gehäuse ausgebildet, d. h. mit einer hinteren Stirnwand versehen sein, so ist die Anbringung einer derartigen hinteren Stirnwand noch in einem zusätzlichen Arbeitsschritt erfor­ derlich. Gleiches gilt für Anwendungsfälle, in denen Absätze, Stufen, Einschnitte oder Vorsprünge außen- und/oder innenseitig im Gehäuse erforderlich sind.

Aus der recht aufwendigen Art der Herstellung resultiert, daß die Kosten des Gehäu­ ses üblicherweise zwischen 20 und 30% des Herstellungspreises der bekannten Nä­ herungsschalter betragen.

Die Erfindung geht einen neuen Weg. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß das Gehäuse als im Druckguß hergestelltes Bauteil ausgebildet ist. Beim erfindungsgema­ ßen Herstellungsverfahren wird dementsprechend das Gehäuse im Druckgießverfah­ ren hergestellt. Hierdurch ergeben sich eine Reihe von zum Teil wesentlichen Vortei­ len. Die im Druckguß- oder Druckgießverfahren hergestellten Gehäuse zeichnen sich durch eine hohe Maßgenauigkeit aus, wobei enge Toleranzen eingehalten werden können. Außerdem können extrem dünnwandige Gehäuse im Druckgießverfahren hergestellt werden, was Werkstoff- und Gewichtsersparnis bedeutet. Besondere For­ men, wie Absätze, Öffnungen oder Stirnwände können zusammen mit dem Gehäuse an sich in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden. Es ist also nicht mehr er­ forderlich, das Gehäuse in einer Vielzahl von Arbeitsgängen fertigzustellen. Außer­ dem ergeben sich beim Druckgießverfahren besonders saubere, glatte und verede­ lungsfähige Oberflächen, wobei eine scharfe Ausprägung der Konturen gewährleistet ist. Ein im Druckgießverfahren hergestelltes Gehäuse eines Näherungsschalters be­ darf, wenn überhaupt, nur noch einer geringfügigen Bearbeitung. Gerade bei der Herstellung von einseitig "geschlossenen" Gehäusen ergeben sich bei der Erfindung im Vergleich zu geschlossenen metallischen Gehäusen beim Stand der Technik Ein­ sparungen bei Montage- und Kontrollarbeiten, da beim Stand der Technik das hül­ senförmige Gehäuse nicht nur zunächst mit einer Stirnwand versehen, sondern an­ schließend auch noch auf Dichtigkeit geprüft werden muß. Schließlich lassen sich Gehäuse für erfindungsgemäße Näherungsschalter schnell und in großer Stückzahl herstellen, wodurch sich eine wirtschaftliche Serienfertigung, kurze Lieferzeiten und eine kleine Lagerhaltung ergeben.

Die erheblich vereinfachte Fertigung des Gehäuses des erfindungsgemäßen Nähe­ rungsschalter schlägt sich letztlich auch in einem enorm verringerten Herstellungs­ preis nieder. Dieser beträgt gegenüber dem Herstellungspreis eines vergleichbaren Gehäuses eines bekannten Näherungsschalters lediglich etwa 1/5. In Anbetracht des­ sen, daß die Kosten für das Gehäuse zwischen 20 und 30% der Gesamtherstellungs­ kosten des Näherungsschalters betragen, läßt sich durch Verwendung des erfin­ dungsgemäßen Gehäuses bzw. durch Anwendung des erfindungsgemäßen Herstel­ lungsverfahrens eine ansehnliche Kostensenkung der Herstellungskosten des Nähe­ rungsschalters erzielen.

Als Materialien für das Gehäuse eignen es sich besonders Druckgußwerkstoffe auf der Basis von Zink, Aluminium, Magnesium, Kupfer, Blei und/oder Zinn. Zinklegie­ rungen zeichnen sich durch ihre ausgezeichnete Druck-Gießbarkeit und eine sehr gute Oberflächenbehandlungsmöglichkeit durch Galvanisieren aus. Sie lassen sich sehr wirtschaftlich beispielsweise mit Warmkammer-Druckgießmaschinen druckgie­ ßen und die Formhaltigkeit ist sehr hoch. Aluminiumlegierungen zeichnen sich durch eine geringe Dichte von etwa 2,65 bis 2,8 g/cm³ je nach Legierung sowie durch gute Festigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit und die Möglichkeit der einfachen span­ nenden Bearbeitung aus. Magnesiumlegierungen sind mit einer Dichte von rund 1,8 g/cm³ die leichtesten metallischen Werkstoffe und von allen am besten spannend zu bearbeiten. Druckgußgehäuse auf Kupferbasis zeichnen sich durch eine hohe Festig­ keit und die Kupfer und seinen Legierungen eigene hohe Korrosionsbeständigkeit aus. Schließlich lassen sich die niedrigschmelzenden Blei- und Zinn-Legierungen hervorragend und mit hoher Maßgenauigkeit druckgießen. Die Gebrauchseigen­ schaften sind jedoch wegen der geringen Festigkeit und Härte sehr begrenzt, so daß Gehäuse aus diesen Legierungen üblicherweise nur für vereinzelte Anwendungsfälle geeignet sind.

Das im Druckguß hergestellte Gehäuse kann je nach Anwendungsfall eine gewinde­ freie oder ganz mit Außengewinde versehene Oberfläche aufweisen. Bei einer bevor­ zugten Ausführungsform ist auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses sowohl ein gewindefreier Bereich als auch ein mit Außengewinde versehener Bereich vorgese­ hen. Die Herstellung der zuvor genannten Bereiche ist bei Anwendung des Druck­ gießverfahrens ebenso einfach möglich wie das Vorsehen von etwaigen Abflachun­ gen auf gegenüberliegenden Seiten am Außengewinde. Durch die Abflachungen, die zumindest teilweise gewindefrei sein können, läßt sich bei entsprechender Ausbil­ dung einer korrespondierenden Mutter eine schnelle Montage des Gehäuses erzielen. Im übrigen läßt sich natürlich auch eine Öffnung beispielsweise für eine Schaltzu­ standsanzeige im Gehäuse ohne weiteres vorsehen, ohne daß ein zusätzlicher Ar­ beitsgang erforderlich ist.

Um eine hohe Spannungsfestigkeit des erfindungsgemäßen Näherungsschalters zu gewährleisten, bietet es sich an, in das Gehäuse eine Hülse aus einem Isolierstoff, vor­ zugsweise einem Kunststoff einzusetzen. Bei der Hülse handelt es sich vorzugsweise um einen abgeschnittenen zylindrischen Rohrabschnitt eines langgestreckten Roh­ res. Die Hülse kann an einem Ende mit einem Stopfen verschlossen sein. Dies bietet sich insbesondere daran an, wenn es sich bei dem Gehäuse um ein offenes Gehäuse handelt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung.

In der einzigen Figur ist in perspektivischer Ansicht ein aus Metall bestehendes hül­ senförmiges Gehäuse 1 eines Näherungsschalters dargestellt. Wesentlich ist vorlie­ gend, daß das Gehäuse 1 als im Druckguß hergestelltes Bauteil ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 besteht vorliegend aus einer Zinklegierung als Druckgußwerkstoff. Es versteht sich, daß das Gehäuse aber auch aus einer Aluminium-, Magnesium-, Kupfer-, Blei- und/oder Zinnlegierung bestehen kann. Es darf an dieser Stelle darauf hinge­ wiesen werden, daß der Ausdruck "Legierung" alle bekannten und sinnvollen Zu­ sammensetzungen der zuvor genannten Werkstoffe beinhaltet.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 1 auf seiner äußeren Oberfläche mit einem gewindefreien Bereich 2 versehen, an den sich ein mit einem Außenge­ winde 3 versehener Bereich 4 anschließt. Der gewindefreie Bereich 2 weist einen ge­ ringeren Außendurchmesser auf als der mit der Außengewinde 3 versehene Bereich 4. Auf gegenüberliegenden Seiten ist das Gehäuse 1 im Bereich 4 mit Abflachungen 5, 6 versehen, wobei sich die Abflachungen 5, 6 in Längsrichtung des Gehäuses 1 über den Bereich 4 erstrecken und in den Bereich 2 auslaufen. Bedingt durch die Abfla­ chungen 5, 6 ergibt sich im Bereich 4 eine ovale Form des Gehäuses 1. Im gewinde­ freien Bereich 2 befindet sich eine Öffnung 7, die insbesondere zum Sichtbarmachen einer Schaltzustandsanzeige dient.

Bei dem dargestellten Gehäuse 1 handelt es sich vorliegend um ein sogenanntes "of­ fenes" Gehäuse, das an beiden Enden geöffnet ist. Dieses Gehäuse 1 weist über seine Länge einen im wesentlichen konstanten Innendurchmesser auf. An dem einen Ende des Gehäuses I befindet sich ein umlaufender Absatz 8.

Neben dem Gehäuse 1 und einer Reihe nicht dargestellter elektrischer und elektroni­ scher Bauteile weist der Näherungsschalter eine in das Gehäuse 1 einsetzbare Hülse 9 auf, die vorliegend aus einem isolierenden, durchsichtigen Kunststoff besteht. Die Hülse 9 selbst ist zylindrisch ausgebildet, während das Gehäuse 1 aufgrund des Her­ stellungsverfahrens innen eine geringe Konizität haben kann. Die Hülse 9, in die die zum Betrieb des Näherungsschalters erforderlichen elektrischen und elektronischen Bauteile eingesetzt werden, dient im wesentlichen zur Verbesserung der elektrischen Spannungsfestigkeit des Näherungsschalters. Bei der Hülse 9, bei der es sich um einen abgeschnittenen Rohrabschnitt eines langgestreckten Kunststoffrohres, und damit um kostengünstige Massenware handeln kann, ist endseitig mit einem Stopfen 10 verschlossen.

Die Befestigung der Hülse 9 im Gehäuse 1 kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. So kann die Hülse 9 mit dem Gehäuse 1 verklebt sein, es kann aber auch ein Form- oder Reibschluß vorliegen. Für einen Reibschluß bedarf es der entsprechenden Abstimmung des Innendurchmessers des Gehäuses 1 und des Außendurchmessers der Hülse 9 unter Berücksichtigung der elastischen Eigenschaften des Materials der Hülse 9.

Die Herstellung eines Gehäuses 1 für einen Näherungsschalter bzw. die Herstellung eines Näherungsschalters selbst läuft nun wie folgt ab:
Zunächst wird das Gehäuse 1 im Druckgießverfahren hergestellt. Es darf darauf hin­ gewiesen werden ,daß mit dem Ausdruck "Druckgießverfahren" grundsätzlich alle bekannten Druckgießverfahren in Frage kommen, die zur Herstellung des Gehäuses 1 geeignet sind. Nach dem Druckgießen wird das Gehäuse 1 aus der Druckgießform ausgeworfen und gegebenenfalls einer Nachbearbeitung unterzogen. Anschließend kann das Gehäuse 1 vernickelt werden. Nach Fertigstellung des Gehäuses 1 werden in die Hülse 9 die für den Betrieb des Näherungsschalters 1 erforderlichen elektri­ schen und/oder elektronischen Bauteile eingesetzt. Anschließend wird die Hülse 9 durch den Stopfen 10 verschlossen. Sodann wird die verschlossene Hülse 9 in das Gehäuse 1 eingepreßt. Schließlich wird zumindest ein Teil des Innenraums des Gehäu­ ses 1 bzw. der Hülse 9 vergossen.

Es versteht sich, daß die Verwendung der Hülse 9 nicht unbedingt erforderlich ist. Es ist auch ohne weiteres möglich, die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile unmittelbar in das Gehäuse 1 einzusetzen und diese dann zu vergießen.

Claims (14)

1. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter, mit einem hülsenförmigen Gehäuse (1) aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) als im Druckguß hergestelltes Bauteil ausgebildet ist.

2. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus einer Zink-, Aluminium-, Magnesium-, Kupfer-, Blei- und/oder Zinn-Legierung besteht.

3. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine gewindefreie oder eine mit Außengewinde versehene äußere Oberfläche auf­ weist.

4. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) auf seiner äußeren Oberfläche einen gewindefreien Bereich (2) und einen mit Außen­ gewinde (4) versehenen Bereich (3) aufweist.

5. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gewindefreie Bereich (2) einen geringeren Außendurchmesser als der mit Außengewinde (4) verse­ hene Bereich (3) aufweist.

6. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Außen­ gewinde (4) versehene Bereich (3) auf gegenüber liegenden Seiten mit vorzugsweise zumindest teilweise gewindefreien Abflachungen (5) versehen ist.

7. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1), vorzugsweise im gewindefreien Bereich (2), eine Öffnung (7) insbesondere zum Sichtbarmachen einer Schaltzustandsanzeige, vorgesehen ist.

8. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) als durchgehend offene oder an einer Stirnseite geschlossene Hülse ausgebildet ist.

9. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) vernickelt ist.

10. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein in das Ge­ häuse (1) einsetzbare Hülse (9) aus Isolierstoff, vorzugsweise Kunststoff, vorgesehen ist und die Hülse zylindrisch (9) vorzugsweise ausgebildet ist.

11. Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter nach ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (9) an einem Ende mit einem Stopfen (10) verschlossen ist.

12. Gehäuse (1) aus Metall für ein elektrisches oder elektronisches Gerät mit einem oder mehreren der kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bis 9.

13. Verfahren zur Herstellung eines hülsenförmigen Gehäuses (1) aus Metall für ein elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere für einen Näherungsschalter, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) im Druckgießverfahren hergestellt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) nach dem Druckgießen vernickelt wird.