DE202012101143U1

DE202012101143U1 - Sensorvorrichtung

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Publication number: DE202012101143U1
Application number: DE201220101143
Authority: DE
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-07-01
Anticipated expiration: 2022-03-30

Abstract

Sensorvorrichtung, umfassend ein Gehäuse (12; 56; 58), eine in dem Gehäuse (12; 56; 58) angeordnete sensitive Einrichtung (20) und eine in dem Gehäuse (12; 56; 58) angeordnete Schaltungseinrichtung (16), wobei das Gehäuse (12; 56; 58) an einer Messseite (28) mit einer Deckeleinrichtung (44; 52) geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die sensitive Einrichtung (20) einen Träger (46) aufweist, und die Deckeleinrichtung (44) durch Materialauftragung an dem Träger (46) hergestellt ist oder dass die Deckeleinrichtung (52) durch thermisches Spritzen hergestellt ist und an dem Gehäuse (56; 58) fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung, umfassend ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete sensitive Einrichtung und eine in dem Gehäuse angeordnete Schaltungseinrichtung, wobei das Gehäuse an einer Messseite mit einer Deckeleinrichtung geschlossen ist.
Aus der DE 195 16 934 C1 ist ein induktiver Näherungsschalter bekannt, bei welchem an einem zylindrischen Gehäuse eine metallische Kappe angeordnet ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich hinter der Kappe eine Spule einer Oszillatorschaltung.
Aus der WO 99/12260 A1 ist ein induktiver Annäherungsschalter bekannt, welcher ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse, eine stirnseitige Membrane, wenigstens eine Oszillatorspule mit Ferritkern und eine Elektronik umfasst. Das Gehäuse und die Membrane bestehen aus demselben hochtemperaturfesten Material wie beispielsweise einem ferritischen Material, V2A-Stahl, einer Titanlegierung oder Kupferberyllium.
Aus der DE 601 00 669 T2 ist ein Näherungssensor mit einem Gehäuse bekannt, welches eine einem Target zugewandten Vorderfläche und vier Seitenwände hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensorvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche ein hermetisch dichtes Gehäuse aufweist und vorteilhafte Sensoreigenschaften hat.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Sensorvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die sensitive Einrichtung einen Träger aufweist, auf welchem die Deckeleinrichtung durch Materialauftragung an dem Träger hergestellt ist oder dass die Deckeleinrichtung durch thermisches Spritzen hergestellt ist und an dem Gehäuse fixiert ist.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist bei einer Ausführungsform eine Deckeleinrichtung vorhanden, bei der gleichzeitig mit der Herstellung auch die (dichte) Verbindung mit einem Restgehäuse erreicht wird. Dadurch sind zusätzliche Fügungsprozesse zwischen der Deckeleinrichtung und dem Restgehäuse (wie Kleben, Löten, Schweißen) nicht mehr notwendig.
Es lässt sich eine Deckeleinrichtung herstellen, welche vorteilhafte mechanische Eigenschaften (wie beispielsweise hohe Abriebfestigkeit und hohe mechanische Zugfestigkeit beziehungsweise hohe Dehngrenze) aufweist, wobei die elektrische Leitfähigkeit sich im Vergleich zu konventionellen Materialien erniedrigen lässt. Dies ist besonders vorteilhaft bei einer induktiven Sensorvorrichtung, da die Ausbildung von Wirbelströmen an der Deckeleinrichtung und damit am Gehäuse zumindest reduziert wird. Die Beeinflussung des Sensorsystems durch die elektrische Leitfähigkeit des Gehäuses wird durch die erfindungsgemäße Deckeleinrichtung bei entsprechender Materialwahl verringert und insbesondere lässt sich eine Minimierung erreichen, ohne die mechanischen Eigenschaften zu verschlechtern.
Dadurch lässt sich im Vergleich zu konventionellen Gehäusen bei gleicher oder verbesserter mechanischer Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen eine höhere Empfindlichkeit des Sensorsystems erhalten. Beispielsweise lässt sich dadurch ein größerer Schaltabstand erreichen, insbesondere, wenn Materialien für die Deckeleinrichtung verwendet werden, die eine geringere elektrische Leitfähigkeit aufweisen und deren elektrische Leitfähigkeit eine geringere Abhängigkeit von der Temperatur haben.
Es ist wiederum möglich, das Gehäuse zu optimieren, indem unterschiedliche Komponenten (wie ein Gehäuseteil, an welchem die Deckeleinrichtung angeordnet ist und die Deckeleinrichtung) unabhängig voneinander optimiert werden.
Wenn die Deckeleinrichtung durch Materialauftragung an dem Träger (und auch einer Stirnseite eines Gehäuseteils) hergestellt ist, lässt sich auf einfache Weise eine Stoffschlussverbindung und eine Deckelplatte im gleichen Fertigungsschritt herstellen. Die Stirnseite umfasst den Stirnbereich einer entsprechenden Gehäusewandung und die davon umschlossene Fläche.
Bei einer Ausführungsform ist die Deckeleinrichtung durch thermisches Spritzen hergestellt und an dem Gehäuse fixiert. Die Deckeleinrichtung bildet dabei ein separat handhabbares Teil, welches zunächst durch thermisches Spritzen hergestellt ist und dann nachträglich an dem Gehäuse fixiert ist. Eine solche Deckeleinrichtung wird beispielsweise durch Materialauftragung über thermische Spritzen auf einer Unterlage hergestellt. Die Unterlage kann dann mitverwendet werden und bildet einen Teil der Deckeleinrichtung oder die Deckeleinrichtung kann von der Unterlage gelöst werden und dann an dem Gehäuse fixiert werden.
Die Fixierung ist insbesondere stoffschlüssig (wie Kleben, Löten oder Schweißen).
Die Deckeleinrichtung lässt sich mit vorteilhaften mechanischen und elektrischen Eigenschaften herstellen.
Bei einer Ausführungsform ist ein rohrförmiges Gehäuseteil vorgesehen, mit welchem die Deckeleinrichtung verbunden ist. Das rohrförmige Gehäuseteil ist insbesondere aus einem metallischen Material hergestellt und beispielsweise "konventionell". An diesem lässt sich auf einfache Weise die Deckeleinrichtung herstellen und fixieren. Das rohrförmige Gehäuseteil kann zylindrisch oder nichtzylindrisch ausgestaltet sein. Es ist insbesondere zu einer Stirnseite hin (verschließbar) offen.
Es ist günstig, wenn die Deckeleinrichtung mit einer Stirnseite eines Gehäuseteils insbesondere stoffschlüssig verbunden ist. Durch ein entsprechendes Herstellungsverfahren wird dann gleichzeitig eine Fügeverbindung zwischen der Deckeleinrichtung der Stirnseite des Gehäuseteils hergestellt und die Deckeleinrichtung als solches (als Deckelplatte) wird im gleichen Fertigungsschritt mit hergestellt.
Wenn die Deckeleinrichtung durch Materialauftragung an dem Träger hergestellt ist, dann lässt sich die Fügeverbindung der Stirnseite einer Wandung eines Gehäuseteils gleichzeitig mitherstellen. Eine Verbindung einer separaten Deckeleinrichtung mit der Gehäusewandung erfolgt insbesondere stoffschlüssig beispielsweise über Löten, Schweißen oder Kleben.
Es ist günstig, wenn die Stirnseite eines Gehäuseteils und der Träger bündig zueinander sind. Dadurch lässt sich die Deckeleinrichtung mit gleichmäßiger Dicke herstellen.
Insbesondere ist die Deckeleinrichtung mit Herstellung einer Verbindung gleichzeitig integral mithergestellt. Das heißt, wenn beispielsweise eine Materialauftragung erfolgt, dann wird die Fügeverbindung hergestellt und eine Materialkompaktifizierung führt zur Herstellung der Deckeleinrichtung, welche wiederum das Gehäuse hermetisch schließt.
Insbesondere ist die Deckeleinrichtung durch Aufspritzen eines Pulvermaterials und insbesondere durch thermisches Spritzen wie Plasmaspritzen hergestellt. Dadurch lässt sich das Gehäuse hermetisch schließen. Es lassen sich Materialien mit geringer spezifischer elektrischer Leitfähigkeit und hoher Festigkeit verarbeiten. Insbesondere können beispielsweise Pulvermischungen verwendet werden, welche beispielsweise neben einem metallischen Material ein keramisches Material enthalten. Dadurch lässt sich beispielsweise eine metallische Matrix mit eingebetteten Keramikpartikeln herstellen. Dadurch lässt sich beispielsweise eine Deckeleinrichtung mit vorteilhaften mechanischen Eigenschaften und vorteilhaften elektrischen Eigenschaften realisieren.
Insbesondere ist die Deckeleinrichtung als Frontplatte ausgebildet, wobei die Frontplatte aber kein getrenntes Element ist, welches beispielsweise durch Verkleben, Schweißen oder Löten an einem Restgehäuse fixiert wird, sondern integral auf diesem Restgehäuse beispielsweise durch thermisches Spritzen wie Plasmaspritzen hergestellt wird.
Bei einer Ausführungsform weist die Deckeleinrichtung eine Beschichtung und/oder Imprägnierung auf. Grundsätzlich kann eine Deckeleinrichtung nach der Herstellung eine poröse Oberfläche aufweisen, insbesondere wenn diese durch Aufspritzen eines Pulvermaterials hergestellt wird. Durch eine Beschichtung beziehungsweise Imprägnierung kann der Deckeleinrichtung beispielsweise eine Antihafteigenschaft verliehen werden, um beispielsweise die Anhaftung von Schweißspritzern und dergleichen zu verhindern.
Günstig ist es, wenn die Deckeleinrichtung aus einem Material hergestellt ist, welches einen spezifischen elektrischen Widerstand (bei 20°C) hat, welcher größer als 0,9 Ω mm²/m und insbesondere größer als 1,1 Ω mm²/m ist. Dadurch ergibt sich eine verringerte elektrische Leitfähigkeit. Dadurch ist die elektromagnetische Beeinflussung der Sensoreinrichtung durch die Deckeleinrichtung minimiert.
Eine elektromagnetische Beeinflussung der sensitiven Einrichtung lässt sich minimieren, wenn die Deckeleinrichtung aus einem Material hergestellt ist, welches eine Zugfestigkeit Rm aufweist, welche größer als 600 N/mm² und insbesondere größer als 690 N/mm² ist und/oder eine Dehngrenze Rp0,2 größer als 250 N/mm² hat. Die Deckeleinrichtung lässt sich dann mit minimierter Dicke ausbilden.
Bei einer Ausführungsform ist die Deckeleinrichtung durch ein Verbundmaterial hergestellt, welches eine Matrix mit eingebetteten Keramikpartikeln aufweist. Durch die eingebetteten Keramikpartikel erhält man beispielsweise eine hohe Abrasionsfestigkeit der Deckeleinrichtung. Ferner lässt sich durch die eingebetteten Keramikpartikel die spezifische elektrische Leitfähigkeit weiter erniedrigen.
Insbesondere ist die Matrix durch eine Legierung gebildet. Das Material der Legierung weist insbesondere einen relativ hohen spezifischen elektrischen Widerstand auf mit vorzugsweise relativ geringer Temperaturabhängigkeit.
Insbesondere ist die Deckeleinrichtung über ein Pulver hergestellt (beispielsweise durch Aufspritzen), welches ein metallisches Material umfasst. Es ist günstig, wenn das Pulver auch keramisches Material umfasst, um vorteilhafte Eigenschaften wie beispielsweise eine hohe Abrasionsfestigkeit zu erreichen.
Bei einer Ausführungsform ist die Deckeleinrichtung mehrlagig ausgebildet. Dabei können grundsätzlich unterschiedliche Lagen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Solche unterschiedlichen Eigenschaften können beispielsweise durch Unterschiede im Material und/oder Unterschiede in der Art der Materialaufbringung erreicht werden. Es ist aber auch grundsätzlich möglich, dass die Deckeleinrichtung homogen ausgebildet ist.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Deckeleinrichtung mindestens eine Gewebelage. Durch das Vorsehen einer oder mehrerer Gewebelagen, welche insbesondere überspritzt werden, lässt sich eine mechanisch stabile Deckeleinrichtung realisieren.
Insbesondere ist die Sensorvorrichtung als induktive Sensorvorrichtung ausgebildet, wobei die sensitive Einrichtung eine induktive sensitive Einrichtung ist. Bei entsprechender Wahl des Materials für die Deckeleinrichtung lässt sich dann ein abgeschlossenes Gehäuse mit vorteilhaften mechanischen Eigenschaften (insbesondere mit hoher Abrasionsfestigkeit und hoher Zugfestigkeit) realisieren, wobei sich ein minimierter Einfluss des Gehäuses auf das Sensorsystem erreichen lässt und dadurch beispielsweise ein hoher Schaltabstand. Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise auch eine kapazitive Sensorvorrichtung oder RFID-Sensorvorrichtung sein.
Es ist günstig, wenn die sensitive Einrichtung und die Schaltungseinrichtung mindestens einen gemeinsamen Träger aufweisen. Dadurch lässt sich die entsprechende Sensorvorrichtung auf einfache Weise herstellen. Beispielsweise wird die Kombination aus Schaltungseinrichtung, gemeinsamer Träger und sensitive Einrichtung vorab hergestellt und außerhalb des Gehäuses abgeglichen. Diese Kombination wird dann in ein entsprechendes Gehäuseteil (insbesondere rohrförmiges Gehäuseteil) eingeschoben und beispielsweise dort auch vergossen. Anschließend wird die Deckeleinrichtung hergestellt beziehungsweise fixiert. Vor Schließen des Gehäuses mit der Deckeleinrichtung kann ein endgültiger Abgleich erfolgen, sofern notwendig. Durch eine erfindungsgemäße Deckeleinrichtung werden die elektromagnetischen Eigenschaften und damit auch eine Abgleicheinstellung minimal beeinflusst.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung.
Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung;
2 eine Teilansicht eines Gehäusebereichs der Sensorvorrichtung gemäß 1;
3 eine Teilansicht einer sensitiven Einrichtung der Sensorvorrichtung gemäß 1;
4 eine Teildarstellung, in welcher die sensitive Einrichtung in dem Gehäuse eingesetzt ist;
5 eine Teilansicht der Sensorvorrichtung gemäß 1 mit in dem Gehäuse eingesetzter sensitiven Einrichtung und über eine Deckeleinrichtung verschlossenem Gehäuse; und
6(a), (b), (c) eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung mit separat hergestellter Deckeleinrichtung.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, welches in 1 schematisch in einer Schnittansicht gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst ein als Ganzes mit 12 bezeichnetes Gehäuse. Das Gehäuse 12 ist hermetisch geschlossen. In dem Gehäuse 12 ist ein Innenraum 14 gebildet. In diesem Innenraum 14 ist eine Schaltungseinrichtung 16 angeordnet. Die Schaltungseinrichtung 16 sitzt beispielsweise an einem Träger 18 (Schaltungsträger).
In dem Innenraum 14 ist ferner eine sensitive Einrichtung 20 angeordnet, welche ein oder mehrere sensitive Elemente der Sensorvorrichtung 10 umfasst. Die Sensorvorrichtung 10 ist beispielsweise eine induktive Sensorvorrichtung. Die sensitive Einrichtung 20 weist dann ein oder mehrere induktive Elemente (Spulen) auf, welche induktiv an einen Targetgegenstand aus einem metallischen Material ankoppeln können.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die sensitive Einrichtung an dem Schaltungsträger 18 fixiert. Bei der Herstellung der Sensorvorrichtung 10 kann dann eine Kombination 22 aus Schaltungsträger 18 mit daran angeordneter Schaltungseinrichtung 16 und sensitiver Einrichtung 20 in den Innenraum des Gehäuses 14 insbesondere von einer Frontseite 24 her eingeschoben werden.
Die Schaltungseinrichtung 16 umfasst insbesondere eine Auswertungseinrichtung für die sensitive Einrichtung 20, durch welche Sensorsignale nach außen bereitstellbar sind. Ferner umfasst die Schaltungseinrichtung 16 insbesondere eine Ansteuerungseinrichtung für die sensitive Einrichtung 20.
Das Gehäuse 12 hat an der Frontseite 24 ein Frontende 26. Dieses Frontende 26 definiert eine Messseite 28. Diese Messseite 28 ist bei einer Messung einem Target 30 (direkt) zugewandt.
Die sensitive Einrichtung 20 liegt direkt an dem Frontende 26 beziehungsweise in unmittelbarer Nachbarschaft davon.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Sensorvorrichtung 10 ferner ein Hinterende 32 auf. Das Hinterende ist dem Frontende 26 abgewandt. An dem Hinterende 26 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Anschlusseinrichtung 34 angeordnet. Diese Anschlusseinrichtung 34 umfasst beispielsweise einen Steckereinsatz 36, welcher in einem zylindrischen Bereich 38 des Gehäuses angeordnet ist.
Ein Zwischenraum im Innenraum 14 zwischen dem Gehäuse 12 und der Kombination 22 und dem Steckereinsatz 36 ist beispielsweise mittels eines Vergussmaterials 40 ausgegossen.
Das Gehäuse 12 umfasst einen rohrförmigen Gehäuseteil 42. Dieser Gehäuseteil 42 ist nach vorne, dem Frontende 26 zu offen. Er ist ferner an dem Hinterende 32 offen. Im Bereich des Hinterendes 32 und in dem Bereich 38 ist er mit einem Steckereinsatz 36 und gegebenenfalls das Vergussmaterial 40 abgeschlossen.
An dem Frontende 26 ist das Gehäuse 12 durch eine Deckeleinrichtung 44 abgeschlossen, so dass insbesondere keine Fluide in den Innenraum 14 des Gehäuses 12 eindringen können.
Die sensitive Einrichtung 20 umfasst einen Träger 46, welcher beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist. Dieser Träger 46 ist in dem Innenraum 14 des Gehäuses 12 angeordnet, wobei er bündig mit einer Stirnseite 48 des rohrförmigen Gehäuseteils 42 an dem Frontende 26 liegt. Über eine entsprechende Stirnfläche (welche beispielsweise ringförmig ist) der Stirnseite 48 und den Träger 46 ist eine im Wesentlichen ebene Fläche gebildet. Der Träger 46 deckt dabei den Innenraum 14 an dem Frontende 26 ab, das heißt der Träger 46 erstreckt sich über den gesamten Querschnitt des Innenraums 14 an dem Frontende 26.
Die Deckeleinrichtung 44 ist an dem Träger 46 und einer Stirnfläche der Stirnseite 48 hergestellt. Die Deckeleinrichtung 44 ist stoffschlüssig mit dem Träger 46 und der Stirnfläche der Stirnseite 48 verbunden. Die Deckeleinrichtung 44 ist "in situ" hergestellt; sie ist durch Aufspritzen und insbesondere durch thermisches Spritzen eines geeigneten Materials (siehe unten) auf dem Träger 46 und der Stirnfläche der Stirnseite 48 hergestellt. Dadurch ist ein stoffschlüssiger Verbund mit dem rohrförmigen Gehäuseteil 42 realisiert, wobei die Deckeleinrichtung 44 einstückig ausgebildet ist und diese Ausbildung auf dem Träger 46 und der Stirnfläche entstanden ist. Die Deckeleinrichtung 44 umfasst keine vorher hergestellte Platte, welche an dem rohrförmigen Gehäuseteil 42 fixiert wird, sondern die Deckeleinrichtung 44 als Deckelplatte wird schrittweise, insbesondere durch Aufspritzen, an dem Träger 46 und der Stirnfläche hergestellt.
Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass die Deckeleinrichtung mehrlagig ausgebildet ist. Dazu werden beispielsweise mehrere Lagen an entsprechendem Deckelmaterial aufgetragen. Insbesondere können sich dabei unterschiedliche Materiallagen in der Materialzusammensetzung unterscheiden und/oder über die Auftragungsparameter unterscheiden. Es ist dadurch möglich, beispielsweise auch einen gradierten Aufbau der Deckeleinrichtung 44 zu erhalten.
Es ist alternativ möglich, dass die Deckeleinrichtung 44 eine homogene Materialverteilung aufweist.
Bei einer Ausführungsform ist an der Deckeleinrichtung 44 eine Beschichtung 50 oder Imprägnierung angeordnet. Die Deckeleinrichtung 44 kann, insbesondere wenn sie durch Aufspritzen hergestellt ist, porös sein. Durch eine Beschichtung 50 oder Imprägnierung kann eine poröse Oberfläche "geglättet" werden. Beispielsweise kann über die Beschichtung 50 oder Imprägnierung der Deckeleinrichtung 44 Antihaft-Eigenschaften bezüglich der Oberfläche verliehen werden, um beispielsweise Verschmutzungen (durch Metallspritzer und dergleichen) zu verhindern.
Geeignete Materialien für eine Beschichtung 50 beziehungsweise Imprägnierungen sind beispielsweise Sol-Gel-Materialien oder Fluor-Polymere wie PTFE.
Das Material zur Herstellung der Deckeleinrichtung 44 wird grundsätzlich so gewählt, dass die hergestellte Deckeleinrichtung 44 zum einen eine entsprechend hohe mechanische Festigkeit, welche für den Einsatz der Sensorvorrichtung 10 erforderlich ist, aufweist. Zum anderen wird das Material so gewählt, dass die sensitive Ankopplung zwischen dem Target 30 und der sensitiven Einrichtung 20 minimal beeinflusst wird.
Wenn die Sensorvorrichtung 10 beispielsweise eine induktive Sensorvorrichtung ist und, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, das Gehäuse 12 durch einen metallischen Deckel verschlossen ist, welcher beispielsweise einstückig mit dem entsprechenden rohrförmigen Gehäuseteil verbunden ist, dann bewirkt dies grundsätzlich eine geringere Empfindlichkeit gegenüber einem metallischen Target 30 im Vergleich zum dem Fall, wenn die entsprechende Deckeleinrichtung aus einem elektrisch nicht leitenden Material gefertigt ist. In einer elektrisch leitfähigen Deckeleinrichtung werden Wirbelströme induziert, welche wiederum die sensitive Einrichtung 20 beeinflussen können, wobei dieser Einfluss grundsätzlich sehr groß sein kann, da die Deckeleinrichtung in unmittelbarer Nähe der sensitiven Einrichtung 20 ist. Auch ist die Ausbildung der Wirbelströme über Umwelteinflusse veränderlich, so dass eine Differenzierung zwischen den Gehäuseeinflüssen auf die sensitive Einrichtung 20 und den Einflüssen von Targets 30 höchstens bei relativ geringen Abständen des Targets 30 zu dem Frontende 26 möglich ist.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Material für die Deckeleinrichtung verwendet, welches insbesondere einen spezifischen elektrischen Widerstand (bei 20°C) hat, welcher größer als 0,9 Ω mm²/m ist. Ferner wird ein Material verwendet, welches vorzugsweise eine Zugfestigkeit Rm größer als 600 N/mm² hat und/oder eine Dehngrenze Rp0,2 größer 250 N/mm² aufweist. Der genannte spezifische Widerstand ist dabei größer als bei herkömmlichen, für Gehäuse 12 verwendeten Edelstahlmaterialien. Die Festigkeit ist höher als für solche Materialien.
Grundsätzlich kann dabei das rohrförmige Gehäuseteil 42 aus konventionellen metallischen Materialien und insbesondere Edelstahlmaterialien hergestellt werden.
Grundsätzlich ist es günstig, wenn dazu auch noch die Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstands des für die Deckeleinrichtung 44 gewählten Materials geringer ist als bei konventionellen Materialien.
Ein geeignetes Material für die Deckeleinrichtung 44 ist beispielsweise ein Material, bei dem in eine duktile metallische Matrix keramische Partikel eingebettet sind. Die metallische Matrix ist dabei aus einer Legierung hergestellt. Dadurch erhält man bei geeigneter Materialwahl eine hohe Schlagfestigkeit und verbesserte Abrasionsfestigkeit mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit. Typische Größen von eingebetteten keramischen Partikeln liegen bei Durchmessern zwischen 10 µm und 300 µm.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind die keramischen Partikel aus ZrO₂ hergestellt. Ein Beispiel für eine verwendbare metallische Legierung ist Ni 20 Al.
Zur Herstellung wird ein entsprechendes Spritzpulvergemisch verwendet.

Die folgende Tabelle enthält Beispiele möglicher Materialien für die Deckeleinrichtung 44 mit deren Eigenschaften:

Material	Festigkeit	Magnetisch	Spez. elektr. Widerstand [Ω mm²/m]	Tk [1/K]
3.7165 (Titan Grade 5)	Rm = 900N/mm² Rp0,2 = 830 N/mm²	-	1,75 bei 20°C 1,9 bei 530°C	0,0003
2.4869 Chronix 80	Rm = 625 N/mm²	-	1,2 bei 20°C 1,3 bei 100°C	0,00125
Ferro-Titanit Cromoni	Druckfestigkeit = 1500 N/mm²	-	1,53 bei 20°C
MgZrO3 35NiCr-Cermet		-
CoCr30W12C (Stellite 3)	48 bis 63 HRC	µ < 1,2	> 7 bei 20°C	Nicht bekannt

Rm ist dabei die Zugfestigkeit. Rp0,2 ist die Dehngrenze (Proportionalitätsgrenze) beziehungsweise technische Elastizitätsgrenze.
Tk gibt die Temperaturabhängigkeit des spezifischen elektrischen Widerstands an.
Im Vergleich dazu ist ein typisches Material für konventionelle Gehäuse beziehungsweise das rohrförmige Gehäuseteil das Material mit der Bezeichnung 1.4305 (303). Die Eigenschaften sind in folgender Tabelle dargestellt:

Material Festigkeit Magnetisch Spez. elektr. Widerstand [Ω mm²/m] Tk [1/K]

1.4305 (303) Rm = 500 N/mm² Rp0,2 = 190 N/mm² - 0,74 bei 20°C 0,80 bei 93°C 0,00082
Man sieht, dass die Materialien der ersten Tabelle bei größerer Festigkeit einen deutlich größeren spezifischen elektrischen Widerstand und eine deutlich geringere Temperaturabhängigkeit des spezifischen elektrischen Widerstands haben.
Bei der Herstellung wird wie folgt vorgegangen:
Das rohrförmige Gehäuseteil 42 (2) und die sensitive Einrichtung 20 werden getrennt bereitgestellt (3). Die sensitive Einrichtung 20 ist dabei insbesondere schon an dem Schaltungsträger 18 fixiert. Die entsprechende Kombination 22 wird dann in das rohrförmige Gehäuseteil 42 eingeschoben (4). Der Träger 46 wird bündig mit den Stirnflächen der Stirnseite 48 ausgerichtet. Es erfolgt dann die Beschichtung des Trägers 46 und der Stirnfläche an der Stirnseite 48 des rohrförmigen Gehäuseteils 42. Dadurch wird die Deckeleinrichtung 44 hergestellt (5). Diese ist dabei dann stoffschlüssig mit dem Träger 46 und insbesondere der Stirnfläche der Stirnseite 48 verbunden und weist die genannten vorteilhaften Eigenschaften auf.
Es kann nachfolgend eine insbesondere porenschließende Beschichtung oder Imprägnierung erfolgen.
Eine typische Dicke der Deckeleinrichtung 44 liegt im Bereich zwischen (einschließlich) 0,2 mm und 1 mm.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine Deckeleinrichtung 52 (6(a)) separat auf einer Unterlage 54 durch thermisches Spritzen wie beispielsweise Plasmaspritzen hergestellt.
Die Deckeleinrichtung 52 wird dann von der Unterlage gelöst.
Bei einer alternativen Ausführungsform verbleibt die Unterlage an der Deckeleinrichtung, so dass sie Teil der Deckeleinrichtung ist.
Zur Herstellung der Deckeleinrichtung 52 werden vorzugsweise die oben beschriebenen Materialien verwendet, so dass die Deckeleinrichtung auch die entsprechenden vorteilhaften Eigenschaften aufweist.
Diese Deckeleinrichtung 52 wird an einem entsprechenden Gehäuse 56 beziehungsweise 58 stirnseitig fixiert. Die Fixierung ist insbesondere stoffschlüssig beispielsweise über Verklebung, Verlötung oder Verschweißung.
Bei einem Ausführungsbeispiel mit dem Gehäuse 56 (6(b)) ist die Deckeleinrichtung 52 stirnseitig an einer entsprechenden insbesondere ebenen Stirnseite 60 einer Gehäusewandung des Gehäuses 56 fixiert.
Bei einem Ausführungsbeispiel mit Gehäuse 58 (6(c)) weist dieses an einer Gehäusewandung 62 einen beispielsweise ringförmigen Absatz 64 auf. In diesen Absatz 64 ist die Deckeleinrichtung 52 eingelegt und mit der Gehäusewandung 62 fixiert.
Bei dem Gehäuse 56 bildet die Stirnseite 60 eine vorzugsweise ebene Fläche aus, auf welcher die Deckeleinrichtung 52 aufliegt.
Bei dem Gehäuse 58 ist an dem Absatz 64 ein erster Bereich 66 ausgebildet, welcher eben ist und vorzugsweise ringförmig ist. Auf diesen ist die Deckeleinrichtung 52 aufgelegt und es ist ein stoffschlüssiger Verbund vorgesehen. Ferner liegt quer und insbesondere senkrecht zu dem ersten Bereich 66 ein zweiter Bereich 68, mit dem eine Außenseite 70 der Deckeleinrichtung 52 ebenfalls vorzugsweise stoffschlüssig verbunden ist.
Ansonsten ist die entsprechend gebildete Sensorvorrichtung mit den Gehäusen 56 und 58 gleich ausgebildet beziehungsweise funktioniert gleich wie oben beschrieben.
Bezugszeichenliste

10: Sensorvorrichtung
12: Gehäuse
14: Innenraum
16: Schaltungseinrichtung
18: Schaltungsträger
20: Sensitive Einrichtung
22: Kombination
24: Frontseite
26: Frontende
28: Messseite
30: Target
32: Hinterende
34: Anschlusseinrichtung
36: Steckereinsatz
38: Bereich
40: Vergussmaterial
42: Rohrförmiges Gehäuseteil
44: Deckeleinrichtung
46: Träger
48: Stirnseite
50: Beschichtung
52: Deckeleinrichtung
54: Unterlage
56: Gehäuse
58: Gehäuse
60: Stirnseite
62: Gehäusewandung
64: Absatz
66: Erster Bereich
68: Zweiter Bereich
70: Außenseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19516934 C1 [0002]
WO 99/12260 A1 [0003]
DE 60100669 T2 [0004]

Claims

Sensorvorrichtung, umfassend ein Gehäuse (12; 56; 58), eine in dem Gehäuse (12; 56; 58) angeordnete sensitive Einrichtung (20) und eine in dem Gehäuse (12; 56; 58) angeordnete Schaltungseinrichtung (16), wobei das Gehäuse (12; 56; 58) an einer Messseite (28) mit einer Deckeleinrichtung (44; 52) geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die sensitive Einrichtung (20) einen Träger (46) aufweist, und die Deckeleinrichtung (44) durch Materialauftragung an dem Träger (46) hergestellt ist oder dass die Deckeleinrichtung (52) durch thermisches Spritzen hergestellt ist und an dem Gehäuse (56; 58) fixiert ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein rohrförmiges Gehäuseteil (42; 56; 58), mit welchem die Deckeleinrichtung (44; 52) verbunden ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44; 52) mit einer Stirnseite (48) eines Gehäuseteils (42; 56; 58) insbesondere stoffschlüssig verbunden ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (48) des Gehäuseteils (42) und der Träger (46) bündig zueinander liegen.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44) mit Herstellung einer Verbindung integral mithergestellt ist.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44) durch Materialauftragung an einer Stirnseite (48) eines Gehäuseteils (42) hergestellt ist.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44; 52) durch Aufspritzen eines Pulvermaterials und insbesondere thermisches Spritzen hergestellt ist.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44; 52) als Frontplatte ausgebildet ist.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44; 52) eine Beschichtung (50) und/oder Imprägnierung aufweist.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44; 52) aus einem Material hergestellt ist, welches einen spezifischen elektrischen Widerstand (bei 20°C) hat, welcher größer ist als 0,9 Ω mm²/m und insbesondere größer ist als 1,1 Ω mm²/m.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44; 52) aus einem Material hergestellt ist, welches eine mechanische Zugfestigkeit Rm aufweist, die größer als 600 N/mm² ist und insbesondere größer als 690 N/mm² ist und/oder eine Dehnungsgrenze Rp0,2 größer als 250 N/mm² hat.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44; 52) durch ein Verbundmaterial hergestellt ist, welches eine Matrix mit eingebetteten Keramikpartikeln aufweist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix durch eine Legierung gebildet ist.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44; 52) über ein Pulver, welches metallisches Material umfasst, hergestellt ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver keramisches Material umfasst.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44; 52) mehrlagig ausgebildet ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Lagen sich in der Materialzusammensetzung und/oder Aufbringungsart unterscheiden.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckeleinrichtung (44; 52) mindestens eine Gewebelage umfasst.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als induktive Sensorvorrichtung, wobei die sensitive Einrichtung (20) eine induktive sensitive Einrichtung ist oder kapazitive Sensorvorrichtung oder als RFID-Sensorvorrichtung.
Sensorvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sensitive Einrichtung (20) und die Schaltungseinrichtung (16) mindestens einen gemeinsamen Träger (18) aufweisen.