DE202012103420U1

DE202012103420U1 - Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse

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Publication number: DE202012103420U1
Application number: DE201220103420
Authority: DE
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2012-10-09
Anticipated expiration: 2022-09-08

Abstract

Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse, aufweisend mindestens einen zumindest bereichsweise doppelt beschichteten Gehäusedeckel (1), wobei der Gehäusedeckel (1) eine Basis (A) bildet, auf der eine erste Beschichtung (B) aus einer porösen Keramik und auf derselben eine zweite Beschichtung (C) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Basis (A) durch ein Metall, die erste Beschichtung (B) durch eine Oxidkeramik mit einer Lamellenstruktur und die zweite Beschichtung (C) durch eine Silikonharzlack-Beschichtung gebildet ist,
wobei die zweite Beschichtung (C) in die erste Beschichtung (B) zumindest teilweise eingelagert ist,
und wobei die äußere Struktur der gesamten Beschichtung (4) über den überwiegenden Teil der Oberfläche durch die Struktur der zweiten Beschichtung (C) und unabhängig von der Struktur der ersten Beschichtung (B) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse für Näherungsschalter, wie induktive, kapazitive, magnetische oder elektromagnetische Näherungsschalter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 195 16 934 C1 ist ein induktiver Näherungsschalter bekannt, bei welchem an einem zylindrischen Gehäuse eine metallische Kappe angeordnet ist.
Die DE 39 11 598 C2 ( US 4,996,408 A ) offenbart einen berührungslos wirkenden elektronischen Näherungsschalter zum Einsatz in Schweißzonen von Schweißanlagen, an dessen ansprechempfindlicher Stirnseite eine Keramikscheibe als Ersatz für ansonsten verwendete Kunststoffkappen vorgesehen ist. Hierbei ist die Keramikscheibe mit einer Schlacken-Antihaftschicht aus PTFE oder PFA versehen, welche auch auf ein angrenzendes blankes Messinggehäuse ausgedehnt ist.
Aus der DE 101 63 646 A1 ist ein Werkstoffverbund, insbesondere für Außenverkleidungen im Bauwesen, bekannt, der die Härte und Verschleißbeständigkeit anorganischer Materialien mit schmutz- und wasserabweisenden Eigenschaften kombinieren soll. Dabei wird der Werkstoffverbund durch drei Komponenten gebildet, wobei ein Substrat, eine poröse Beschichtungsstruktur aus einer Keramik, einem Metall oder einem Cermet und ein anorganisch-organisches Nanokompositmaterial, das zumindest die Poren der zweiten Komponente ausfüllt, vorgesehen ist. Hierbei wird die Rauhigkeit der Oberfläche der porösen Schicht durch das Nanokompositmaterial nur wenig verringert.
Die DE 10 2009 049 137 A1 ( US 2011/0212296 A1 ) offenbart eine Antihaftbeschichtung für eine Oberfläche eines Substrats. Um die Antihafteigenschaften gegenüber den anderen Oberflächenbeschichtungen deutlich zu verbessern und ausreichende Stabilität zu gewährleisten, enthält die Oberflächenbeschichtung mindestens ein Fluorpolymer mit mindestens einer mikrostrukturierten ersten Schicht und mindestens einer diese überlagernden, submikrostrukturierten zweiten Schicht, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenbeschichtung, bei dem der mikrostrukturierte Untergrund durch Aufbringen einer mikrostrukturierten Schicht auf eine makrostrukturierte Oberfläche erzeugt wird. Hierbei ist ein hierarchischer Schichtaufbau vorgesehen, bei dem die erste Schicht mit erster Oberflächenstruktur mit einer Mikrostruktur mit Erhebungen im Bereich von 2 bis 50 µm die zweite Oberflächenstruktur der zweiten Schicht mit einer Struktur im Submikrometerbereich (insbesondere in einem Bereich von 0,1 bis 5 µm) überlagert wird, ohne dass die erste Oberflächenstruktur dabei egalisiert wird (vgl. 2 der DE 10 2009 049 137 A1 ).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse zur Verfügung zu stellen, das in einem Bereich benutzt werden kann, in dem geschweißt wird, wobei Schweißperlen bevorzugt nicht am beschichteten Bereich des Gehäuses haften bleiben, im Falle eines Anhaftens ohne Beschädigung der Oberfläche des Gehäuses leicht entfernbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Hierbei ist beim Sensor- oder RFID-Gehäuse, insbesondere einem Gehäusedeckel, erfindungsgemäß die Basis durch ein Metall, insbesondere Stahl, bevorzugt Edelstahl, gegebenenfalls auch Messing, Aluminium, Zinkdruckguss, die erste Beschichtung durch eine Oxidkeramik, insbesondere durch eine Beschichtung mit Aluminium-Titanoxid oder Aluminiumoxid, Titanoxid, Chromoxid, ytriumstabilisiertes Zirkonoxid, Magnesiumoxid, sowie deren Mischungen, sowie mit weiteren Legierungsbestandteilen, mit einer Lamellenstruktur und die zweite Beschichtung durch eine Silikonharzlack-Beschichtung gebildet. Insbesondere bildet die mit der zweischichtigen Beschichtung versehene Fläche die Fläche, durch welche ein im Gehäuse angeordneter Sensor misst. Durch die zweischichtige Beschichtung des Gehäuses ergeben sich ausgezeichnete Eigenschaften in Hinblick auf die Abrasionsfestigkeit, Schlagfestigkeit sowie beste Antihafteigenschaften, so dass eine Reinigung des Gehäuses beispielsweise auch mittels Metallbürsten ohne Beschädigung der Beschichtungen möglich ist.
Insbesondere die Lamellenstruktur der ersten Beschichtung aus einer Oxidkeramik, insbesondere bevorzugt mit großen und kleinen Lamellen, welche sehr hart sind, verleiht der ersten Beschichtung eine ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit, insbesondere auch im Bereich der "Spitzen" der Oberfläche, die bevorzugt nur relativ dünn mit der zweiten Beschichtung bedeckt sind. Gerade diese Spitzen der ersten Beschichtung tragen wesentlich zur Beständigkeit der gesamten Beschichtung bei, haben aber auch einen positiven Einfluss auf die Antihaftwirkung der gesamten Beschichtung. Insgesamt ist jedoch die äußere Struktur der gesamten Beschichtung über den überwiegenden Teil der Oberfläche durch die Struktur der zweiten Beschichtung und unabhängig von der Struktur der ersten Beschichtung gebildet, d.h. das Aufbringen der zweiten Beschichtung verändert die Oberflächenstruktur, wobei beim Aufbringen selbst die ursprüngliche Oberflächenstruktur der ersten Beschichtung erhalten bleibt und sich durch das Aufbringen der zweiten Beschichtung eine sich deutlich hiervon unterscheidende Oberflächenstruktur hierauf ausbildet.
Die Oxidkeramik wird hierbei mittels thermischen Spritzens aufgebracht, beispielsweise mittels Plasmaverfahren, Hochgeschwindigkeitsverfahren, Pulver- oder Drahtflammspritzverfahren oder Lichtbogenverfahren. Die Aufbringung erfolgt insbesondere bevorzugt mittels Flammspritzverfahren oder Lichtbogenverfahren unter Verwendung eines gröberen Pulvers.
Durch das Material der zweiten Beschichtung ergeben sich sehr gute Antihafteigenschaften, wobei diese zweite Beschichtung zudem sehr temperaturbeständig ist. Dies führt dazu, dass beispielsweise Schweißperlen nicht an der Oberfläche der Beschichtung anhaften.
Die ausgezeichnete Duktilität der zweiten Beschichtung in Verbindung mit der Elastizität der ersten Beschichtung aufgrund der Lamellenstruktur und dünnen Schichtdicke und in Verbindung mit der sehr guten Haftung der ersten Beschichtung auf der Basis und der zweiten Beschichtung auf der ersten Beschichtung ergeben zudem eine Verformbarkeit des gesamten Gehäusedeckels, ohne dass eine oder beide Beschichtungen abplatzen.
Die zweite Beschichtung verändert erfindungsgemäß die Gestalt der Oberfläche der ersten Beschichtung wesentlich, wobei insbesondere Poren im Oberflächenbereich der ersten Beschichtung ganz oder teilweise aufgefüllt, Unebenheiten der Oberfläche ausgeglichen sind, d.h. Täler aufgefüllt sind, und zumindest die Bereiche zwischen Spitzen der ersten Beschichtung gefüllt, insbesondere aber die gesamte Oberfläche der ersten Beschichtung mit der zweiten Beschichtung bedeckt sind. Bei Benutzung kann es jedoch zu einem Abtrag der zweiten Beschichtung insbesondere im Bereich der Spitzen kommen, wobei dies die Funktionsfähigkeit der gesamten Beschichtung nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt.
Die Rauhtiefe Ra der zweiten Beschichtung beträgt bevorzugt 2,4 bis 4,9 µm, insbesondere 2,7 bis 4,5 µm und besonders bevorzugt 3,03 bis 4,11 µm.
Die Rauhtiefe Rz der zweiten Beschichtung beträgt bevorzugt 13,5 bis 30,0 µm, insbesondere 15,2 bis 27,5 µm und besonders bevorzugt 16,96 bis 25,02 µm.
Insbesondere bevorzugt weist die erste Beschichtung eine Porosität von 0,9 bis 20,0 Vol.-%, insbesondere von 1,0 bis 15,0 Vol.-%, auf. Mögliche Porositäten der Basis und der zweiten Beschichtung sind im Vergleich hierzu vernachlässigbar gering. Durch das Vorsehen einer Porosität der ersten Beschichtung wird im Innern der Schicht die Ausbreitung von Mikrorissen verhindert und auf der Außenseite der Schicht, d.h. in der Nähe der zweiten Beschichtung, lagert sich Material der zweiten Beschichtung in den Poren ein, so dass sich "Mikronäpfe" ergeben. Die Rauhtiefe der ersten Beschichtung begünstigt zudem die Einlagerung der zweiten Beschichtung, so dass sich eine Art Verkrallung der beiden Schichten ergibt.
Bevorzugt beträgt die Rauhtiefe Ra der ersten Beschichtung 3,5 bis 6,5 µm, insbesondere 3,9 bis 5,9 µm und besonders bevorzugt 4,39 bis 5,40 µm.
Die Rauhtiefe Rz der ersten Beschichtung beträgt bevorzugt 20,0 bis 41,0 µm, insbesondere 23,0 bis 37,0 µm und besonders bevorzugt 25,60 bis 34,20 µm.
Die Rauhtiefen Ra und Rz der Basis und die Rauhtiefen Ra und Rz der zweiten Beschichtung sind insbesondere bevorzugt jeweils kleiner als die Rauhtiefen Ra und Rz der ersten Beschichtung. Dies stellt ein gutes Haften und Eindringen der abweisenden und gleichzeitig schützenden zweiten Beschichtung in die erste Beschichtung sicher.
Die Rauhtiefen Ra und Rz der Basis unterscheiden sich bevorzugt maximal um 10% von den Rauhtiefen Ra und Rz der zweiten Beschichtung.
Die Eindringtiefe der ersten Beschichtung in die Basis ist kleiner als die Eindringtiefe der zweiten Beschichtung in die erste Beschichtung, so dass die zweite Beschichtung besonders gut an der ersten Beschichtung hält, insbesondere mit derselben verkrallt ist.
Vorteilhaft ist, wenn die Eindringtiefe der zweiten Beschichtung in die erste Beschichtung gleich der Rauhtiefe Ra der ersten Beschichtung ist, noch besser ist, wenn sie größer als dieselbe ist, da so auch nach außen hin offene Porositäten der ersten Beschichtung zumindest teilweise mit der zweiten Beschichtung gefüllt sind, wodurch die Verkrallung der beiden Schichten deutlich verbessert und damit die Belastbarkeit der zweiten Beschichtung erhöht wird.
Die Dicke der zweiten Beschichtung ist vorzugsweise kleinergleich der Eindringtiefe der zweiten Beschichtung in die erste Beschichtung. Es ist auch möglich, dass die Dicke der zweiten Beschichtung nur durch einen benetzenden Film gebildet ist, so dass bei weitem der größte Teil des Materials der zweiten Beschichtung in der unebenen, rauhen Oberfläche ersten Beschichtung aufgenommen ist.
Bevorzugt beträgt die Eindringtiefe der zweiten Beschichtung (C) in die erste Beschichtung 3,6 bis 50,0 µm, insbesondere bevorzugt 4,0 bis 40,0 µm, und ganz besonders bevorzugt 5,0 bis 25,0 µm.
Insbesondere bevorzugt ist nur ein Teilbereich des Gehäuses mit beiden Beschichtungen versehen. Der Rest des Gehäuses oder ein größerer Bereich, welcher nicht den Teilbereich umfasst, ist in diesem Fall bevorzugt nur mit einer der beiden Beschichtungen versehen, insbesondere bevorzugt nur mit der zweiten Beschichtung.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Varianten unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische, geschnittene Ansicht einer Gehäusewand gemäß dem Ausführungsbeispiel,
2a eine Draufsicht auf das Gehäuse gemäß dem Ausführungsbeispiel,
2b einen Schnitt entlang Linie II-II in 2a,
2c eine Seitenansicht von 2a,
2d eine perspektivische Ansicht des Gehäuses von 2a
2e eine andere perspektivische Ansicht des Gehäuses von 2a,
3a eine Draufsicht auf eine Sensoranordnung mit dem Gehäuse von 2a,
3b eine ausschnittsweise Seitenansicht von 3a,
4 einen vergrößerten Schnitt durch das Gehäuse,
5 eine Vergrößerung des Details V in 4, und
6 einen weiteren, stark vergrößerten Schnitt durch das Gehäuse.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist ein Gehäusedeckel 1 für einen induktiven Näherungsschalter 2 vorgesehen. Der Näherungsschalter 2 ist vorliegend für eine Nutzung in der Nähe eines nicht dargestellten Schweißroboters vorgesehen, d.h. er ist Schweißperlen ausgesetzt.
Der Gehäusedeckel 1, welcher an einem nicht näher dargestellten Gehäuseboden befestigt wird und mit demselben gemeinsam ein Gehäuse bildet, hat vorliegend eine Länge von ca. 32 mm, eine Breite von ca. 20 mm und eine Dicke von ca. 8 mm. Innerhalb des Gehäuses ist eine Sensoranordnung vorgesehen, mittels welcher durch eine Gehäusewand 3 des Gehäusedeckels 1 gemessen wird, auf welche in 2a draufgesehen wird. In 1 ist ein stark schematisierter Schnitt senkrecht durch diese Gehäusewand 3 dargestellt, wobei die Abmessungen von Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit des prinzipiellen Schichtaufbaus nicht korrekt wiedergegeben sind.
Der Gehäusedeckel 1 ist vorliegend auf allen im zusammengebauten Zustand außen angeordneten Flächen mit einer zweischichtigen Beschichtung 4 versehen, d.h. an der Oberseite 5 und den Seitenwänden 6 des Gehäusedeckels 1. Die Beschichtung 4 ist auf einer Basis A, gebildet durch das Material des Gehäusedeckels 1, vorgesehen, wobei eine erste Beschichtung B auf der Basis A und eine zweite Beschichtung C auf der ersten Beschichtung B ausgebildet ist. Hierbei ist jeweils zwischen Basis A und erster Beschichtung B eine erste Mischschicht AB und zwischen erster Beschichtung B und zweiter Beschichtung C eine zweite Mischschicht BC vorgesehen. Die Dicke der Basis A ist im Folgenden mit dA, die Dicke der ersten Beschichtung B mit dB und die Dicke der zweiten Beschichtung C mit dC bezeichnet, wobei dA + dB + dC bei der vorliegenden reinen Außenbeschichtung die Gesamtdicke des Gehäusedeckels 1 ergeben. Die Dicken dAB und dBC der Mischschichten AB bzw. BC beziehen sich jeweils auf den Abstand den äußersten Stellen der Außenfläche der Basis A bzw. der ersten Beschichtung B und die maximale Eindringtiefe des ersten Beschichtungsmaterials der ersten Beschichtung B bzw. des zweiten Beschichtungsmaterials der zweiten Beschichtung C.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich beim Material der Basis A um einen austenitischen Stahl, nämlich X2CrNiMo17-12-2, welcher vorliegend maximal schwach magnetisierbar ist. Dieser Stahl hat eine Dichte bei 20°C von ca. 8,0 kg/dm³, eine Wärmeleitfähigkeit bei 20°C von ca. 15 W/mK, eine spezifische Wärmekapazität bei 20°C von ca. 500 J/kgK, einen spezifischen elektrischen Widerstand bei 20°C von 0,75 Ohm mm²/m. Das Gefüge ist austenitisch mit geringen Ferritanteilen.
Alternativ zu X2CrNiMo17-12-2 kann insbesondere auch X8CrNiS18-9 verwendet werden.
Der gesamte Gehäusedeckel 1, insbesondere die zu beschichtende Oberfläche der Basis A, ist entfettet und sandgestrahlt, wobei sie aufgerauht ist, mit Ra von ca. 2,4 bis 4,1 µm und Rz von ca. 17,0 bis 27,0 µm. Die Dicke dA des Gehäusedeckels 1, d.h. der Basis A, beträgt vorliegend ca. 0,5 mm bzw. 1 mm (vgl. 2e), hat aber im Prinzip keinen Einfluss auf die Funktionsfähigkeit der Beschichtung 4.
Die erste Beschichtung B wird durch Aluminium-Titanoxid mit im Wesentlichen vernachlässigbaren, weiteren Legierungsbestandteilen gebildet. Das Mischungsverhältnis von Al₂O₃:TiO₂ beträgt vorliegend und besonders bevorzugt ca. 6:4, wobei das Mischungsverhältnis von Al₂O₃:TiO₂ bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 87:13 liegt. Hierbei ist diese erste Beschichtung auf die entsprechend vorbereitete Oberfläche der Basis A mittels thermischen Spritzens, vorliegend mittels Pulverflammspritzens, aufgebracht.
Die erste Beschichtung B hat vorliegend eine Dichte von ca. 4,1 g/cm³, wobei sie durch das Aufbringen mittels thermischen Spritzens porös mit besagter Lamellenstruktur ausgebildet ist, vorliegend mit einer Porosität von ca. 5 Vol-%. Sie hat einen Schmelzpunkt von ca.1840°C.
Durch die Verwendung unterschiedlich großer Partikel des Ausgangsmaterials der ersten Beschichtung B beim Flammspritzen ergeben sich unterschiedlich große Lamellen, d.h. es ergibt sich eine Lamellenstruktur mit einer Mischung aus großen und kleinen Lamellen. Hierbei wirken die kleinen Lamellen wie Scharniere zwischen den großen Lamellen, so dass sich eine große Elastizität dieser Schicht, d.h. der ersten Beschichtung B, ergibt.
Die Dicke dB der ersten Beschichtung B beträgt vorliegend knapp 40 µm (siehe 6). Hierbei ist die erste Beschichtung B unter Bildung einer ersten Mischzone oder Mischschicht AB in die Basis A eingedrungen, wobei sich eine Dicke dAB der Mischschicht AB von ca. 16 µm ergibt (siehe 6). Vorsorglich sei darauf hingewiesen, dass der Begriff Mischschicht sich auf einen Bereich bezieht, in dem sich beide Materialsorten befinden, die sich aber nicht oder nur unwesentlich miteinander vermischen, d.h. es handelt sich hierbei um eine Art "Verkrallungsbereich". Die Mischschicht AB wird insbesondere durch die Rauhigkeit der Oberfläche bestimmt, aber auch durch die Fähigkeit des aufgetragenen Materials in Vertiefungen einzudringen.
Die Oberfläche der ersten Beschichtung B ist, mit Ra von ca. 4,9 µm +/– 0,5 µm und Rz von ca. 26,0 bis 33,0 µm, rauher als die sandgestrahlte Oberfläche der Basis A.
Die Porosität der ersten Beschichtung B hat neben der Rauheit der ersten Beschichtung B einen wesentlichen Einfluss auf das Aufbringen und Haften der zweiten Beschichtung C, d.h. auf die Funktionsfähigkeit und Beständigkeit der gesamten Beschichtung 4 des Gehäusedeckels 1.
Die zweite Beschichtung C wird durch eine Silikonharzlack-Beschichtung gebildet. Das beispielsweise flüssige Ausgangsmaterial der zweiten Beschichtung ist vorliegend mittels Spritzens auf die erste Beschichtung B aufgebracht, wobei die Aufbringung alternativ beispielsweise auch mittels Sprühen, elektrostatischen Spritzens, mittels Tauchlackierens oder mittels Auftragens mit einem Pinsel oder einer Walze erfolgen kann. Es erfolgt keine spezielle Vorbereitung der ersten Beschichtung.
Die Dicke dC der zweiten Beschichtung C beträgt vorliegend knapp 19 µm (siehe 6). Hierbei ist die zweite Beschichtung C unter Bildung einer zweiten Mischzone oder Mischschicht BC in die erste Beschichtung B eingedrungen, wobei sich eine Dicke dBC der Mischschicht BC von ca. 19 µm ergibt (siehe 6). In Bezug auf die Mischschicht BC gilt im Übrigen das Gleiche wie für die Mischschicht AB. Vorsorglich sei darauf hingewiesen, dass – aufgrund der Definition der Außenfläche – es sein kann, dass sich eine "nicht vorhandene" Dicke dC der zweiten Beschichtung ergibt. Dies tritt insbesondere dann auf, wenn das gesamte Material der zweiten Beschichtung C in der rauhen und porösen Oberfläche der ersten Beschichtung B aufgenommen ist, wobei sich bevorzugt eine relativ große Dicke dBC der Mischschicht BC ergibt.
Die Oberfläche der zweiten Beschichtung C ist deutlich glatter als die Oberfläche der ersten Beschichtung B und liegt etwa im Bereich der Rauhigkeit der sandgestrahlten Oberfläche der Basis A, wobei sie vorliegend Rauhigkeitswerte Ra von ca. 3,1 bis 4,1 µm und Rz von ca. 17,0 bis 25,0 µm hat.
Insgesamt ergibt sich hierbei durch die relativ dünne Ausgestaltung der ersten Beschichtung B auf der Basis A in Verbindung mit der porösen Lamellenstruktur der mittels thermischen Spritzens aufgebrachten Keramik eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit der beschichteten Oberfläche. Die poröse Lamellenstruktur der Keramik bewirkt zudem einen verbesserten Halt auf der Basis A und bietet insbesondere der zweiten Beschichtung C eine optimale Oberfläche um ein Lösen derselben zu verhindern, wobei sich die zweite Beschichtung C in der ersten Beschichtung B aufgrund der porösen Lamellenstruktur sehr gut verkrallen kann, d.h. gegen ein flächiges Ablösen gesichert ist.
Die poröse Lamellenstruktur der ersten Beschichtung B ist auch in Hinblick auf eine mögliche Rißbildung und Rißausbreitung innerhalb der Schicht vorteilhaft, da das Rißwachstum durch diese poröse Lamellenstruktur, d.h. eine Struktur mit Unterbrechungen, behindert wird, so dass lediglich lokal begrenzt, d.h innerhalb einiger weniger Lamellen, Mikrorisse entstehen, welche sich nicht weiter ausbreiten.
Die Verschleißfestigkeit der Oberfläche der gesamten Beschichtung 4 wird durch die Porosität der ersten Beschichtung B, welche ein Eindringen des Antihaftbeschichtungsmatrials der zweiten Beschichtung C in die Poren zwischen den Lamellen ermöglicht, verbessert, insbesondere ist die Beständigkeit der Verschleißfestigkeit gegenüber herkömmlichen Beschichtungen, die nicht in Poren eingedrungen sind, verbessert.
Die (gesamte) Beschichtung 4 ist vorliegend bis 260°C kurzzeitig und bis 230°C dauerhaft beständig. Insbesondere hält sie Schweißspritzer aus. Sie hält ferner gemäß einem Salzsprühtest nach ASTM B 117-64 216h in einem 5%-igen Salznebel aus.
Schweißperlen, die sich gegebenenfalls auf einer derart beschichteten Oberfläche ablagern, lassen sich einfach und ohne Hilfsmittel von der Oberfläche abstreifen, wobei die Oberfläche nicht beschädigt wird.
Alternativ zum vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist gemäß einer ersten Beschichtungsvariante die Beschichtung 4 nur an der Oberseite (d.h. der Gehäusewand 3 von 2a) des Gehäusedeckels 1 vorgesehen.
Gemäß einer zweiten, besonders bevorzugten Beschichtungsvariante ist eine vollständige Beschichtung der Oberfläche, aber eine nur teilweise Beschichtung der Seitenwände mit der zweiten Beschichtung C vorgesehen.
Als dritte Beschichtungsvariante ist die Oberseite 5 mit der vollständigen Beschichtung 4, d.h. mit beiden Beschichtungen B und C auf der entsprechend vorbereiteten Basis A, vorgesehen, und alle anderen Flächen, d.h. auch die Innenflächen, sind ausschließlich mit der zweiten Beschichtung C versehen, wobei wiederum alle Flächen aufgerauht und entfettet sind. Das Aufbringen der zweiten Beschichtung C kann in diesem Fall mittels Tauchlackierens erfolgen.
Ebenso ist im Falle einer teilweisen Beschichtung mit der ersten Beschichtung B und einer vollständigen Beschichtung mit der zweiten Beschichtung C ein vollständiges Entfetten, aber nur ein Aufrauhen der mit der ersten Beschichtung versehenen Fläche(n) möglich.
Vorliegend ist ein quaderförmiges Gehäuse als erstes Ausführungsbeispiel vorgesehen. Alternativ kann das Gehäuse natürlich auch eine andere für die Funktion sinnvolle Gestalt haben, insbesondere kann es zylinderförmig sein, wobei die Oberseite in diesem Fall einer Stirnfläche, durch welche gemessen wird, und die Gehäuseflächen der Umfangsfläche entsprechen.
Die Beschichtung 4 kann natürlich auch am ganzen Gehäuse, d.h. insbesondere auch am Gehäuseboden, vorgesehen sein.
Beim Sensor selbst kann es sich anstelle um einen induktiven Näherungsschalter 2 auch beispielsweise um einen kapazitiven Sensor, einen Ultraschallsensor oder einen magnetischen Sensor handeln. Im Prinzip kann es sich auch um einen optischen Sensor handeln, wobei in diesem Fall die Messseite des Gehäuses auf herkömmliche Weise ausgebildet ist, d.h. nicht durch die vorstehend beschriebene Basis gebildet und mit besagten zwei Beschichtungen beschichtet ist, oder die Messseite nur mit der zweiten Beschichtung, welche in diesem Fall vorzugsweise transparent ausgebildet ist, versehen ist.
Eine entsprechende Beschichtung, wie vorstehend anhand des Ausführungsbeispiels und der verschiedenen Beschichtungsvarianten beschrieben, ist natürlich auch bei RFID-Gehäusen möglich.
Die folgende Auflistung von Tabelle 1 beinhaltet mögliche, bevorzugte und besonders bevorzugte Bereiche verschiedener o.g. Größen bei einer Basis A aus Stahl, insbesondere einem austenitischen Stahl, bei einer mittels thermischem Spritzen aufgebrachten ersten Beschichtung B aus Aluminium-Titanoxid und einer zweiten Beschichtung C aus einem Silikonharzlack.
Tabelle 1: Mögliche, bevorzugte und besonders bevorzugte Bereiche einzelner Parameter
Obwohl vorstehend nicht explizit beschrieben, kann eine entsprechende Beschichtung selbstverständlich auch an der Sensorbefestigung, d.h. entsprechenden Haltern oder sonstigen Befestigungsmitteln, vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

1: Gehäusedeckel
2: Näherungsschalter
3: Gehäusewand
4: Beschichtung
5: Oberseite
6: Seitenwand
A: Basis
AB: Mischschicht
B: erste Beschichtung
BC: Mischschicht
C: zweite Beschichtung
dA: Dicke Basis A
dAB: Dicke Mischschicht AB
dB: Dicke erste Beschichtung
dBC: Dicke Mischschicht BC
dC: Dicke zweite Beschichtung C

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19516934 C1 [0002]
DE 3911598 C2 [0003]
US 4996408 A [0003]
DE 10163646 A1 [0004]
DE 102009049137 A1 [0005, 0005]
US 20110212296 A1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM B 117-64 216h [0056]

Claims

Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse, aufweisend mindestens einen zumindest bereichsweise doppelt beschichteten Gehäusedeckel (1), wobei der Gehäusedeckel (1) eine Basis (A) bildet, auf der eine erste Beschichtung (B) aus einer porösen Keramik und auf derselben eine zweite Beschichtung (C) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (A) durch ein Metall, die erste Beschichtung (B) durch eine Oxidkeramik mit einer Lamellenstruktur und die zweite Beschichtung (C) durch eine Silikonharzlack-Beschichtung gebildet ist, wobei die zweite Beschichtung (C) in die erste Beschichtung (B) zumindest teilweise eingelagert ist, und wobei die äußere Struktur der gesamten Beschichtung (4) über den überwiegenden Teil der Oberfläche durch die Struktur der zweiten Beschichtung (C) und unabhängig von der Struktur der ersten Beschichtung (B) gebildet ist.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (A) durch Stahl, insbesondere einen austenitischen Stahl, gebildet ist.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtung (B) durch Aluminium-Titanoxid gebildet ist.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Beschichtung (C) hochtemperaturbeständig bis Temperaturen über 300°C ist.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtung (B) eine Porosität von 0,9 bis 20,0 Vol.-%, insbesondere von 1,0 bis 15,0 Vol.-%, aufweist.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhtiefe Ra der zweiten Beschichtung (C) 2,4 bis 4,9 µm, insbesondere 2,7 bis 4,5 µm und besonders bevorzugt 3,03 bis 4,11 µm beträgt.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhtiefe Rz der zweiten Beschichtung (C) 13,5 bis 30,0 µm, insbesondere 15,2 bis 27,5 µm und besonders bevorzugt 16,96 bis 25,02 µm beträgt.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhtiefe Ra der ersten Beschichtung (B) 3,5 bis 6,5 µm, insbesondere 3,9 bis 5,9 µm und besonders bevorzugt 4,39 bis 5,40 µm beträgt.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhtiefe Rz der ersten Beschichtung (B) 20,0 bis 41,0 µm, insbesondere 23,0 bis 37,0 µm und besonders bevorzugt 25,60 bis 34,20 µm beträgt.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhtiefen Ra und Rz der Basis (A) und die Rauhtiefen Ra und Rz der zweiten Beschichtung (C) jeweils kleiner als die Rauhtiefen Ra und Rz der ersten Beschichtung (B) sind.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhtiefen Ra und Rz der Basis (A) sich maximal um 10% von den Rauhtiefen Ra und Rz der zweiten Beschichtung (C) unterscheiden.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe (dAB) der ersten Beschichtung (B) in die Basis (A) kleiner als die Eindringtiefe (dBC) der zweiten Beschichtung (C) in die erste Beschichtung (B) ist.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe (dBC) der zweiten Beschichtung (C) in die erste Beschichtung (B) mindestens gleich der Rauhtiefe Ra der ersten Beschichtung (B) ist.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe (dBC) der zweiten Beschichtung (C) in die erste Beschichtung (B) größer als die Rauhtiefe Ra der ersten Beschichtung (B) ist.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (dC) der zweiten Beschichtung (C) kleinergleich der Eindringtiefe (dBC) der zweiten Beschichtung (C) in die erste Beschichtung (B) ist.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe (dBC) der zweiten Beschichtung (C) in die erste Beschichtung (B) 3,6 bis 50,0 µm beträgt.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe (dBC) der zweiten Beschichtung (C) in die erste Beschichtung (B) 4,0 bis 40,0 µm beträgt.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe (dBC) der zweiten Beschichtung (C) in die erste Beschichtung (B) 5,0 bis 25,0 µm beträgt.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe (dAB) der ersten Beschichtung (B) in die Basis (A) 2,0 bis 30,0 µm, insbesondere 2,5 bis 25,0 µm, und besonders bevorzugt 5,0 bis 15,0 µm beträgt.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse nur in einem Teilbereich mit beiden Beschichtungen (B, C) versehen ist, und der Rest des Gehäuses oder ein anderer Bereich nur mit einer der beiden Beschichtungen versehen ist.
Beschichtetes Sensor- oder RFID-Gehäuse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der mit nur einer Beschichtung versehene Bereich des Gehäuses nur mit der zweiten Beschichtung (C) versehen ist.
Anordnung mit einem beschichteten Sensor- oder RFID-Gehäuse sowie einer Sensorbefestigung zur Befestigung des Sensor- oder RFID-Gehäuses, dadurch gekennzeichnet, dass Sensor- oder RFID-Gehäuse sowie die Sensorbefestigung mit einer Beschichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche beschichtet ist.