DE20304842U1 - Magnetic, inductive, or optical sensor for automating technique - Google Patents
Magnetic, inductive, or optical sensor for automating techniqueInfo
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Abstract
Description
SICK AG
Sebastian-Kneipp-Straße 1, 79183 WaldkirchSICK AG
Sebastian-Kneipp-Strasse 1, 79183 Waldkirch
Sensorsensor
Die Erfindung betrifft einen Sensor, insbesondere magnetischer, induktiver oder optischer Sensor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a sensor, in particular a magnetic, inductive or optical sensor, according to the preamble of claim 1.
Sensoren dieser Art werden beispielsweise in der Automatisierungstechnik verwendet, um Bewegungsvorgänge bei pneumatischen Zylindern zu erkennen und die jeweilige Position des innerhalb des Zylinders laufenden Kolbens zu erfassen. Dazu kann über den an dem Zylinder befestigten Sensor beispielsweise das magnetische Feld eines an dem Kolben befestigten Magnetrings aufgenommen und durch Auswertung des Ausgangssignals des magnetischen Sensors die jeweilige Position des Kolbens bestimmt werden. Ist nur die Erfassung einer bestimmten Position des KoI-bens erforderlich, so wird durch den Sensor üblicherweise ein Schaltsignal erzeugt, wenn der Kolben die gewünschte Position erreicht hat.Sensors of this type are used, for example, in automation technology to detect movements in pneumatic cylinders and to record the current position of the piston running within the cylinder. For this purpose, the sensor attached to the cylinder can, for example, record the magnetic field of a magnetic ring attached to the piston and determine the current position of the piston by evaluating the output signal of the magnetic sensor. If only a specific position of the piston needs to be recorded, the sensor usually generates a switching signal when the piston has reached the desired position.
Die Sensoren weisen in der Regel ein Gehäuse auf, in dem das eigentliche Sensorelement und die notwendigen, auf wenigstens einer Leiterplatte aufgebrachten elektronischen Komponenten aufgenommen sind. In einer Wandung des Gehäuses ist ein Stecker für die elektrischen Zuleitungen angeordnet.The sensors usually have a housing in which the actual sensor element and the necessary electronic components mounted on at least one circuit board are housed. A plug for the electrical supply lines is arranged in one wall of the housing.
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Aus der DE 298 06 869 U1 ist eine Steckverbindung nach dem Prinzip der Schneid-Klemmtechnik für Sensoren bekannt. Die Steckverbindung besteht aus zwei Teilen, von denen das eine in der Gehäusewandung fest angeordnet ist und das andere Teil auf das erste Teil aufgesteckt wird, wobei mit der Schneid-Klemmtechnik die einzelnen Leitungsdrähte beim Aufstecken angeschlossen werden.DE 298 06 869 U1 describes a plug connection based on the insulation displacement technology principle for sensors. The plug connection consists of two parts, one of which is fixed in the housing wall and the other part is plugged onto the first part, with the individual cable wires being connected when plugged in using the insulation displacement technology.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist Aufgabe der Erfindung einen Sensor der eingangs genannten Art bereitzustellen, der insbesondere einfacher, in weniger Arbeitsschritten und damit kostengünstiger herzustellen ist.
10Based on this prior art, the object of the invention is to provide a sensor of the type mentioned at the outset which is particularly simpler to manufacture, requires fewer work steps and is therefore more cost-effective.
10
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a sensor having the features of claim 1.
Erfindungsgemäß ist eine Leiterplatte des Sensors, auf der die elektronischen Komponenten angeordnet sind, als Stanzgitter ausgeführt ist und das Stanzgitter weist gleichzeitig Schneidklemmen für Leitungsanschlüsse auf, so dass die elektrischen Anschlüsse in Schneid-Klemmtechnik ausgebildet sind. Bei der Herstellung muss dann lediglich das Stanzgitter gestanzt werden, wie dies prinzipiell aus der sogenannten "lead-frame" Technik bekannt ist und bestückt werden. Da das Stanzgitter bereits auch die Schneidklemmen für die Leitungsanschlüsse aufweist, müssen zur Fertigstellung eines betriebsfähigen Sensors nur noch die Leitungen auf die Schneidklemmen gepresst werden. Da insgesamt nur sehr wenige Arbeitsschritte notwendig sind, ist die Herstellung entsprechend kostengünstig.According to the invention, a printed circuit board of the sensor, on which the electronic components are arranged, is designed as a punched grid and the punched grid also has insulation displacement terminals for line connections, so that the electrical connections are designed using insulation displacement technology. During production, only the punched grid then has to be punched, as is known in principle from the so-called "lead-frame" technology, and then fitted. Since the punched grid already has the insulation displacement terminals for the line connections, only the lines have to be pressed onto the insulation displacement terminals to complete an operational sensor. Since only very few work steps are necessary overall, production is correspondingly cost-effective.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Stanzgitter auch Vorrichtungen für eine Zugentlastung auf, beispielsweise Bügel, die durch Zusammenbiegen die Zuleitung festklemmen.In a further development of the invention, the lead frame also has devices for strain relief, for example brackets which clamp the supply line by bending it together.
Zum Schutz des Sensors ist vorteilhafterweise das Stanzgitter mit den Schneidklemmen und der Zugentlastung in Kunststoff eingebettet, wobei besonders bevorzugt ist, wenn der Kunststoff um das Stanzgitter mit den Schneidklemmen undTo protect the sensor, the punched grid with the insulation displacement terminals and the strain relief is advantageously embedded in plastic, whereby it is particularly preferred if the plastic around the punched grid with the insulation displacement terminals and
-3--3-
der Zugentlastung gespritzt ist. Dann kann der Kunststoff gleichzeitig ein Sensorgehäuse bilden.the strain relief is injected. The plastic can then simultaneously form a sensor housing.
Die Leitungen können in die Schneiklemmen mit einem Stempel eingepresst werden der gleichzeitig die Bügel der Zugentlastung zusammendrückt. In einer alternativen Ausführung können die Leitungen aber auch im Spritzprozess durch den Spritzdruck in die Schneidklemmen gepresst werden, wodurch die Herstellung weiter vereinfacht und kostengünstiger gestaltet ist.The cables can be pressed into the cutting terminals with a stamp, which simultaneously presses the strain relief brackets together. In an alternative design, the cables can also be pressed into the cutting terminals using the injection pressure during the injection molding process, which further simplifies production and makes it more cost-effective.
Bevorzugt weist der Sensor eine Zylinderform auf, wie sie häufig bei magnetischen oder induktiven Sensoren eingesetzt wird.Preferably, the sensor has a cylindrical shape, as is often used for magnetic or inductive sensors.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
15The invention is explained in detail below using an embodiment with reference to the drawing. In the drawing:
15
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Sensors;Fig. 1 is a perspective view of a sensor according to the invention;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Sensors aus Fig. 1 ohne Gehäuse;
Fig. 3 die perspektivische Ansicht aus Fig. 2 ohne elektrische Zuleitung;
Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 3.Fig. 2 is a perspective view of the sensor of Fig. 1 without housing;
Fig. 3 the perspective view from Fig. 2 without electrical supply line;
Fig. 4 is a front view of the device from Fig. 3.
Ein in Fig. 1 dargestellter erfindungsgemäßer Sensor 10 weist ein Sensorgehäuse 12 auf, das eine zylindrische Gestalt hat und im Querschnitt etwa ovalförmig ausgebildet ist. Der dargestellte Sensor 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein magnetischer Näherungssensor, der ausgebildet ist, um in Nuten eingesetzt und festgelegt zu werden, wie dies im Einzelnen, beispielsweise in der DE 196 53 222 C2 oder auch der DE 202 04 874 U1 beschrieben ist.
30A sensor 10 according to the invention shown in Fig. 1 has a sensor housing 12 which has a cylindrical shape and is approximately oval in cross section. The sensor 10 shown in this embodiment is a magnetic proximity sensor which is designed to be inserted and fixed in grooves, as described in detail, for example, in DE 196 53 222 C2 or DE 202 04 874 U1.
30
Zum Festlegen des Sensors 10 in einer Nut ist das Sensorgehäuse 12 von einer Schraube 14, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Madenschraube ausgebildet ist, durchsetzt. Die Schraube 10 ist dabei in eine in dem Gehäuse 12To fix the sensor 10 in a groove, the sensor housing 12 is penetrated by a screw 14, which in the illustrated embodiment is designed as a grub screw. The screw 10 is inserted into a groove in the housing 12.
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festgelegten Gewindebuchse eingeschraubt. An einem stirnseitigen Ende 16 des Sensorgehäuses 12 befindet sich eine elektrische Zuleitung 18.An electrical supply line 18 is located at one end 16 of the sensor housing 12.
Der Sensor 10 weist, wie dies in den Figuren 2 und 3 erkennbar ist, eine Leiterplatte 20, auf der elektrische Komponenten 22, 24 und 26 angeordnet sind, auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Komponente 22 ein Reedschalter, die elektrischen Komponenten 24 LEDs und die elektrische Komponente 26 ein Widerstand. Die LEDs 24 sind durch eine Öffnung 28 des Sensorgehäuses 12 von außen sichtbar. Anstelle der Öffnung kann an dieser Stelle das Sensorgehäuse 12 auch geschlossen sein und lediglich eine Dünnstelle aufweisen, durch die das Licht der LEDs 24 hindurch strahlt, wie dies aus der DE 297 10 308 U1 an sich bekannt ist.As can be seen in Figures 2 and 3, the sensor 10 has a circuit board 20 on which electrical components 22, 24 and 26 are arranged. In the exemplary embodiment shown, the electrical component 22 is a reed switch, the electrical components 24 are LEDs and the electrical component 26 is a resistor. The LEDs 24 are visible from the outside through an opening 28 in the sensor housing 12. Instead of the opening, the sensor housing 12 can also be closed at this point and only have a thin spot through which the light from the LEDs 24 shines, as is known per se from DE 297 10 308 U1.
Die Leiterplatte 20 ist als Stanzgitter 21 ausgeführt und bildet somit einen sogenannten lead-frame für die elektronischen Komponenten 22, 24, 26. An einem stirnseitigen Ende 30 der Leiterplatte 20 weist das Stanzgitter 21 Vorrichtungen zur Aufnahme der elektrischen Zuleitung 18 auf. Diese Vorrichtungen bestehen aus Schneidklemmen 32, in die die einzelnen Litzen 34 der Zuleitung 18 einpressbar sind, so dass die Litzen 34 mittels der Schneidklemmtechnik in den Schneidklemmen gehalten sind und ein elektrischer Kontakt zwischen den einzelnen Leitungen der Leiterplatte 20 und den Litzen 34 gegeben ist. Die Schneidklemmen 32 sind in der stirnseitigen Ansicht der Fig. 4 am besten zu erkennen.The circuit board 20 is designed as a punched grid 21 and thus forms a so-called lead frame for the electronic components 22, 24, 26. At a front end 30 of the circuit board 20, the punched grid 21 has devices for receiving the electrical supply line 18. These devices consist of insulation displacement terminals 32 into which the individual strands 34 of the supply line 18 can be pressed, so that the strands 34 are held in the insulation displacement terminals by means of the insulation displacement technology and an electrical contact is provided between the individual lines of the circuit board 20 and the strands 34. The insulation displacement terminals 32 can be best seen in the front view of Fig. 4.
Des Weiteren sind an dem stirnseitigen Ende 30 zwei Bügel 36 und 38 angeordnet, die die Zuleitung 18 auf der Leiterplatte 20 festklemmen und somit eine Zugentlastung bilden. Zur besseren Aufnahme der Zuleitung 18 ist an dem Ende 30 ein den Bügeln 36 und 38 gegenüberliegende Abschnitt 40 rund ausgeformt (Fig. 4).Furthermore, two brackets 36 and 38 are arranged on the front end 30, which clamp the supply line 18 onto the circuit board 20 and thus provide strain relief. To better accommodate the supply line 18, a section 40 opposite the brackets 36 and 38 is rounded at the end 30 (Fig. 4).
Das Stanzgitter kann so dimensioniert und ausgelegt sein, dass auch die oben erwähnte Gewindebuchse zur Aufnahme der Schraube 14 das Stanzgitter durchsetzt und in diesem zusätzlich festgelegt ist. Zur Erhöhung der Festigkeit kannThe punched grid can be dimensioned and designed in such a way that the threaded bushing mentioned above for receiving the screw 14 also passes through the punched grid and is additionally fixed in it. To increase the strength,
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anstelle der Gewindebuchse auch ein Gewinde direkt in dem Stanzgitter vorgesehen sein, so dass auf die Gewindebuchse gänzlich verzichtet werden könnte.Instead of the threaded bushing, a thread can also be provided directly in the punched grid, so that the threaded bushing could be dispensed with entirely.
Das Sensorgehäuse 12 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, wobei der Kunststoff das Stanzgitter 21 mit den Schneidklemmen 32 und der Zugentlastung sowie den elektronischen Komponenten 22, 24, 26 vollständig umschließt. Wie bereits erwähnt können die LEDs 24 vollständig von dem Kunststoff umschlossen sein, wobei in dem Sichtbereich der Kunststoff dünn und durchscheinend ausgebildet ist, oder es ist die Öffnung 28 in dem Gehäuses 12 vorgesehen, durch die die LEDs noch sichtbar bleiben.The sensor housing 12 is preferably made of plastic, with the plastic completely enclosing the punched grid 21 with the insulation displacement terminals 32 and the strain relief as well as the electronic components 22, 24, 26. As already mentioned, the LEDs 24 can be completely enclosed by the plastic, with the plastic being thin and translucent in the visible area, or the opening 28 is provided in the housing 12 through which the LEDs remain visible.
Die Herstellung des Sensors 10 geschieht in folgenden Schritten:The sensor 10 is manufactured in the following steps:
Zunächst wird das Stanzgitter 21 in einem Stanzprozess geformt. Danach werden die elektronischen Komponenten 22, 24, 26 auf das Stanzgitter 21 aufgebracht und befestigt. Danach wird die Zuleitung 18 mit den Litzen 34 mit dem Stanzgitter verbunden, wobei die Litzen 34 mit einem Stempel in die Schneidklemmen 32 eingedrückt werden und danach oder gleichzeitig mit dem Eindrückprozess werden die Bügel 36 und 38 zusammengedrückt, so dass die Zuleitung 18 befestigt ist. Schließlich wird das Kunststoffgehäuse 12 durch Umspritzen erstellt. Dabei wird die Gewindebuchse, falls sie vorgesehen ist, ebenfalls umspritzt.First, the lead frame 21 is formed in a punching process. Then the electronic components 22, 24, 26 are applied to the lead frame 21 and secured. Then the supply line 18 with the strands 34 is connected to the lead frame, whereby the strands 34 are pressed into the insulation displacement terminals 32 with a stamp and then or at the same time as the pressing process, the brackets 36 and 38 are pressed together so that the supply line 18 is secured. Finally, the plastic housing 12 is created by overmolding. The threaded bushing, if provided, is also overmolding.
In einer alternativen Herstellungsweise ist es möglich, die Zuleitung 18 in vereinfachter Weise anzubringen, indem zunächst mittels eines Stempels die Zugentlastung bestehend aus den Bügeln 36 und 38 fixiert wird, d. h. die Bügel 36 und 38 umgebogen werden und die Zuleitung 18 fixiert wird. Danach werden die Litzen während des Kunststoffumspritzprozesses durch den Spritzdruck in die Schneidklemmen 32 eingedrückt, so dass in dem Spritzgussprozess nicht nur das Gehäuse 12 hergestellt wird, sondern gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen der Zuleitung 18 mit den Litzen 34 und dem Stanzgitter 21 hergestellt wird.In an alternative manufacturing method, it is possible to attach the supply line 18 in a simplified manner by first fixing the strain relief consisting of the brackets 36 and 38 using a stamp, i.e. the brackets 36 and 38 are bent over and the supply line 18 is fixed. The strands are then pressed into the insulation displacement terminals 32 by the injection pressure during the plastic overmolding process, so that not only the housing 12 is produced in the injection molding process, but at the same time an electrical connection is made between the supply line 18 with the strands 34 and the stamped grid 21.
Claims (6)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20030626 |
|
R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20040127 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20060608 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20090605 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20111112 |
|
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |