DE2811703B2 - Photoelektrischer Schalter - Google Patents

Photoelektrischer Schalter

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen photoelektrisehen Schalter und richtet sich insbesondere auf einen photoelektrischen Schalter mit einem Gehäuse, welches aus zwei Kunststoffschalen besteht, die durch Ultraschallschweißung miteinander verschweißt sind.
Es ist eine Vielzahl von photoelektrischen Schaltern, nämlich photoelektrischen Detektoren bekannt, die ein Element, wie etwa eine Leuchtdiode, als Lichtquelle und ein lichtempfindliches Element, wie etwa einen Phototransistor, zum Nachweis des Vorhandenseins oder der Abwesenheit eines Gegenstands im Lichtweg zwischen dem Leuchtelement und dem lichtempfindlichen Element verwenden. Im allgemeinen befinden sich diese Elemente in einem gemeinsamen Gehäuse oder jeweils in einem eigenen Gehäuse, wobei das Gehäuse aus Metall oder einem anderen lichtundurchlässigen Material besteht und mit einem lichtdurchlässigen Fenster aus Glas oder Kunststoff versehen ist
Es ist jedoch schwierig, einen hermetischen oder flüssigkeits- bzw. gasdichten Abschluß zwischen dem Gehäuse und dem Fenster zu erreichen. Es ist zu beachten, daß der Ausdruck »photoelektrischer Schalter« hier so verwendet wird, daß er sich nicht nur auf eine Vorrichtung mit einem Leuchtelement and einem lichtempfindlichen Element in einem gemeinsamen Gehäuse bezieht, sondern auch auf eine Vorrichtung, die entweder ein Leuchtelement oder ein lichtempfindliches Element in einem Gehäuse enthält Ähnlich wird der Ausdruck »Licht« hier in Bezug auf jedwede elektromagnetische Strahlung vom fernem Infraroten bis zum Ultravioletten unter Einschluß des sichtbaren Lichts verwendet
Die Erfindung schafft einen photoelektrischen Schalter mit einem Gehäuse, welches mit einem Fenster versehen ist, das mit dem Gehäuse durch Ultraschallschweißung flüssigkeits- bzw. gasdicht verschweißt ist.
Ferner schafft die Erfindung einen photoelektrischen Schalter, welcher kompakt, einfach im Aufbau und leicht bei niedrigen Kosten herzustellen ist
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Auf diese ist bzw. sind
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des photoelektrischen Schalters gemäß der Erfindung,
Fig.2 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht des photoelektrischen Schalters der ^ig.1.
Fig.3 eine Draufsicht einer in Fig.2 gezeigten Schale, F i g. 4 eine vergrößerte Teilansicht der F i g. 2 und
F i g. 5 bis 7 perspektivische Ansichten, die verschiedene Abwandlungen des Fensters gemäß der Erfindung zeigen.
F i g. 1 zeigt eine Ausfflhrungsform des vollständigen photoelektrisnhen Schalters gemäß der Erfindung. Der Schalter weist ein Gehäuse 10 auf, welches aus zwei aufeinander abgestimmten Schalen U und 21 besteht, die beide aus lichtundurchlässigem Kunststoff hergestellt sind. Die Schalen 11 und 21 sind miteinander durch ι s Ultraschallschweißung verschweißt Der Schalter enthält ferner ein Fenster 31 aus transparentem Kunststoff, welches gleichzeitig durch besagtes Ultraschallschweißen an der Frontwand des Gehäuses 10 befestigt wurde. Eine elektrische Leitung 51 tritt an der Rückwand aus dem Gehäuse 10 aus. Die Schalen 11 und 21 gemäß den Fig.2 bis 4 sind beide Kunststofformkörper. Die Schalen 11 und 21 sowie das Fenster 31, die in einem einzigen Vorgang, wie später noch beschrieben wird, durch Ultraschallschweißen miteinander verschweißt sind, bilden zusammen genommen einen geschlossenen flüssigkeits- bzw. gasdichten Hohlraum. Eine Leiterplatte 41: liegt innerhalb und zwischen den Schalen 111 nd 21 und wird durch Führungselemente 131, 132, 133, 134, 231,232 sowie zwei weitere, nicht gezeigte Führungseleniente fest in Stellung gehalten. Ein Phototransistor 42, der elektrisch mit der Leiterplatte 41 verbunden ist, ist so innerhalb des Gehäuses angeordnet daß er Licht von außerhalb des Schalters durch das Fenster 31 und ein optisches Filter 44 erhält. Bei dieser Ausführungsform ist das optische Filter 44 nur für Infrarotstrahlung durchlässig, das Filter 44 kann jedoch auch andere Filtereigenschaften haben oder überhaupt weggelassen sein. Als weitere Möglichkeit kann das Fenster 31 selbst aus einem Kunststoff mit optischen Filtereigenschaften bestehen. Eine Leuchtdiode 43 zur Anzeige des Arbeitens des Schalters, die elektrisch mit der Leiterplatte 41 verbunden ist, ist in eine durchgängige Bohrung 16 der Schale 11 eingesetzt und durch einen Gummiring 45 in Stellung gehalten. Andere Schaltkreiselemente, die an der Leiterplatte 41 angebracht sind, wie etwa verstärkende Schaltkreiselemente, sind in der Zeichnung weggelassen. Die elektrische Leitung 51 ist mit der Leiterplatte 41 elektrisch verbunden und aus den Schalen 11 und 21 herausgeführt. Die Leitung 51 wird so bezüglich der Schalen 11 und 21 mittels eines Gummirings 52 in Stellung gehalten. Die Schalen 11 und 21 sind jeweils mit einem Paar von einander entsprechenden Befestigungslöchern 151 und 152 versehen, so daß sich der Schalter auf jeder gewünschten Oberfläche anbringen läßt. Das Fenster 31, das einen quadratischen Aufbau hat, ist ein Kunststofformteil aus transparentem Kunststoff. Das Fenster 31 weist eine konvexe Oberfläche in der Form einer herkömmlichen optischen Konvexlinse auf.
Das Fenster 31 ist in einer Ausnehmung 15 der Schale 11 und einer Ausnehmung 25 der Schale 21 angeordnet. Die Schalen 11 und 21 sind mit in den Ausnehmungen 15 bzw. 25 angeordneten Vorsprüngen 14 und 24 versehen, so daß, wenn die Schalen und das Fenster gleichzeitig durch Ultraschallschweißung miteinander verschweißt werden, die Vorsprünge 15 und 25 über den gesamten Umfang des Fensters 31 an diesem anliegen und mit ihm verschweißt werden. Ein Vorsprung 12 ist auf einer innenseitigen Oberfläche der Schale 11 ausgebildet
Durch Ausüben von Druck für die Ultraschallschweißung in Richtung des Pfeils in F i g. 2 werden die Schalen 11 und 21 über den gesamten Vorsprung 12 hinweg miteinander verschweißt Gleichzeitig wird das Fenster 31 mit den Schalen 11 und 21 verschweißt Die Vorsprünge 14,24 und 12 schaffen eine Konzentrierung der Ultraschallenergie und tragen damit zu einem verbesserten Ultraschallschweißergebnis bei Der Vorsprung 12, der beispielsweise eine Höhe von 0,4 mm haben kann, ist ungefähr zweimal so hoch wie der Vorsprung 14 bzw. 24, so daß das Verschweißen der Schalen 11 und 21 miteinander und das Verschweißen derselben mit dem Fenster 31 gleichzeitig und gleichförmig vor sich geht
Es ist zu beachten, daß das Fenster 31 in einer solchen Lage angeordnet ist, daß keiner seiner Ränder parallel zur Richtung des Schweißdruckes liegt, wodurch einer Streuung von Ultraschallenergie vorgebeugt ist Daher ist bei dieser Ausführungsform das Fenster 31, das einen quadratischen Aufbau hat, so an den Schalen U und 21 angebracht, daß eine Diagonale des Quadrats mit der Schwetßebene der Schalen 11 und 21 zusammenfällt. Damit wird die Ultraschallenergie wirksam über den gesamten Umfang des Fensters 31 verteilt und es kommt zu einer flüssigkeits- bzw. gasdichten Verschweißung des Fensters 31 und der Schalen 11,21. Die Vorsprünge 14 und 24 können natürlich auch auf den Umfang des Fensters 31 ausgebildet sein.
Falls gewünscht, kann der Schalter sowohl ein Leuchtelement und ein lichtempfindliches Element enthalten, oder aber nur ein Leuchtelement. Wenn erforderlich ist, daß sich Leuchtelement und lichtempfindliches Element in einem gemeinsamen Gehäuse befinden, kann ein Fenster mit größeren Abmessungen, wie in F i g. 5 gezeigt, vorgesehen sein.
Fenster mit anderen Aufbauten, wie sie mit den Bezugszeichen 33 und 34 in F i g. 6 bzw. F i g. 7 gezeigt sind, können ebenfalls verwendet werden.
Der Aufbau jedes der Fenster 32 und 33 ist sechseckig, während das Fenster 34 linsenförmig ist. Das Fenster 32, 33 bzw. 34 wird an den Schalen in einer solchen Weise angebracht, daß die Diagonale A-A bzw. B-B oder die Linie C-C zwischen den Extrempunkten mit der Schweißebene der Schalen zusammenfällt.
Es ist leicht einzusehen, daß auch Fenster anderer Aufbauten herangezogen werden können, wenn nur keiner ihrer Randabschnitte parallel zum Schweißdruck liegt.
Zusammengefaßt schafft die Erfindung also einen photoelektrischen Schalter mit einem Gehäuse, welches wenigstens ein lichtemittierendes Element oder ein lichtempfindliches Element enthält Das Gehäuse besteht aus zwei lichtundurchlässigen Kunststoffschalen, die miteinander durch Ultraschallschweißung verschweißt sind, und einem Fenster aus transparentem Kunststoff, das gleichzeitig mit den Schalen durch Ultraschallschweißung verschweißt wird. Das Fenster ist an den Schalen in einer solchen Weise angebracht, daß es keinen Randabschnitt enthält, welcher parallel zur Richtung des Ultraschallschweißdruckes liegt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Photoelektrischer Schalter, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10), welches aus zwei durch Ultraschallschweißung miteinander verschweißten Schalen (11, 21) aus lichtundurchlässigem Kunststoff besteht; ein mit den Schalen durch Ultraschallschweißung verschweißtes Fenster (31; 32; 33; 34) aus transparentem Kunststoff, wobei das Fenster so ausgebildet und an den Schalen angebracht ist, daß es keinen Umfangsabschnitt enthält, welcher parallel zur Richtung des Schweißdrucks der Ultraschallschweißung liegt; wenigstens ein Leuchtelement oder lichtempfindliches Element, das so im Gehäuse angeordnet ist, daß im Falle des Leuchtelements dieses durch das Fenster Licht nach außen sendet oder daß im Falle des lichtempfindlichen Elements dieses Licht von außerhalb des Gehäuses durch das Fenster empfängt; eine im Gehäuse angeordnete elektrische Schaltung, die mit wenigstens dem Leuchtelement oder dem lichtempfindlichen Element verbunden ist; und eine mit der elektrischen Schaltung verbundene und aus dem Gehäuse geführte elektrische Leitung (51).
2. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (31; 32; 33) einen- polygonalen Aufbau hat.
3. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (31) einen quadratischen Aufbau hat, und daß eine Diagonale mit einer Schweißebene der Schalen (11, 21) zusammenfällt.
4. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (32, 33) einen sechseckigen Aufbau hat und daß eine Diagonale mit einer Schweißebene der Schalen (11, 21) zusammenfällt.
5. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (34) einen linsenförmigen Aufbau hat und daß die Linie zwischen den Extrempunkten mit einer Schweißebene der Schalen (11,21) zusammenfällt.
6. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (31, 33) eine Linse ist.
7. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (31) ein optisches Filter ist.
8. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (31) auf der einen Seite des Gehäuses (10) angeordnet ist und daß die elektrische Leitung (51) aus der dieser Seite gegenüberliegenden Seite des Gehäuses ausgeleitet ist.
9. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder das Fenster (31) oder die Schalen (11,21) mit einem umfänglich verlaufenden Vorsprung (14; 24) zur Lieferung eines flüssigkeits- bzw. gasdichten gegenseitigen Angreifens zwischen diesen Elementen versehen sind.
10. Photoelektrischer Schalter, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10) mit rechteckigem prismatischem Aufbau, welches aus zwei durch Ultraschallschweißung miteinander verschweißten Schalen (11, 21) aus lichtundurchlässigem Kunststoff besteht; ein mit den Schalen durch Ultraschallschweißung verschweißtes Fenster (31; 32; 33) aus transparentem Kunststoffmaterial, wobei das Fenster einen
polygonalen Aufbau hat und eine Diagonale mit einer Schweißebene der Schalen zusammenfällt; ein Leuchtelement und ein lichtempfindliches Element, die so in dem Gehäuse angeordnet sind, daß das Leuchtelement Licht aus dem Gehäuse nach außen sendet und das lichtempfindliche Element das von irgendeinem Gegenstand reflektierte Licht durch das Fenster empfängt; eine in dem Gehäuse angeordnete und mit den Elementen verbundene elektrische Schaltung; und eine mit der elektrischen Schaltung verbundene und sich aus dem Gehäuse nach außen erstreckende elektrische Leitung (51).
11. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß entweder das Fenster (31; 32; 33) oder die Schalen (U, 21) mit einem umfänglich verlaufenden Vorsprung (14; 24) zur Schaffung eines flüssigkeits- bzw. gasdichten gegenseitigen Angreifeiis zwischen diesen Elementen versehen sind.
DE2811703A 1977-03-18 1978-03-17 Photoelektrischer Schalter Granted DE2811703B2 (de)

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DE2811703A1 DE2811703A1 (de) 1978-09-21
DE2811703B2 true DE2811703B2 (de) 1979-04-26
DE2811703C3 DE2811703C3 (de) 1987-04-16

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