DE2811703C3 - Photoelektrischer Schalter - Google Patents

Photoelektrischer Schalter

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DE2811703C3
DE2811703C3 DE2811703A DE2811703A DE2811703C3 DE 2811703 C3 DE2811703 C3 DE 2811703C3 DE 2811703 A DE2811703 A DE 2811703A DE 2811703 A DE2811703 A DE 2811703A DE 2811703 C3 DE2811703 C3 DE 2811703C3
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Description

Die Erfindung betrifft einen photoelektrischen Schalter mit einem lichtundurchlässigen Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten lichtempfindlichen Element und/oder Leuchtelement, einer damit verbundenen elektrischen Schaltung, einer mit der elektrischen Schaltung verbundenen und aus dem Gehäuse geführten elektrischen Leitung, und einem Fenster aus transparentem Kunststoff für den Durchtritt von Licht auf das lichtempfindliche Element bzw. von dem Leuchlelement.
Bei einem bekannten Schalter dieser Art (DE-GM 67 51 593) ist das Gehäuse ein VerguUleil, dds durch Eingießen der elektrischen Bauteile und ihrer Platinen in Gießharz unter Verwendung einer Form entsteh!. Das Fenster ist dabei kein gesondertes Teil, sondern ein besonders ausgeformter Abschnitt des das Gehäuse darstellenden Gießblocks.
&iacgr;&ogr; Es ist ferner aus Industrie Anzeiger Nr. 41,1975, Seiten 810 bis 813 grundsätzlich bekannt, Gehäuseteile durch Ultraschallschweißung zusammenzufügen. Hinsichtlich der Fügeflächen wird dazu ausgeführt, daß diese ultraschallgerecht gestaltet sein müssen, ohne im einzelnen zu sagen, was damit gemeint ist. Die dargestellten Fügeflächen sind ausnahmslos ebene und damit offene Flächen, wobei aus den Darstellungen zu Entnehmen ist, daß die Hauptschweißflächen senkrecht zum Schweißdruck verlaufen sollen.
Die Möglichkeit der Ultraschallverscnweißung ist außerdem noch aus einem Sonderdruck aus mav 5/1976: W. Ruhland, Verbinden mit Ultraschall bekannt. Auch diese Veröffentlichung macht jedoch lediglich die Angabe, daß die Fügeflächen ultraschallgerecht ausgelegt werden müssen, ohne zu sagen oder zu zeigen, was damit im einzelnen gemeint ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dichte und dauerhafte Kapselung für die elektrischen Bauelemente eines photoelektrischen Schalters mit Hilfe vorgefertigter Bauteile für Gehäuse und Fenster zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse aus zwei aus lichtundurchlässigem Kunststoff bestehenden Schalen aufgebaut ist, die miteinander und mit dem Fenster längs dessen Umfangsfläche durch Ultraschallschweißung verschweißt sind, und daß das Fenster so ausgebildet und angeordnet ist, daß es keinen Umfangsabschnitt enthält, welcher parallel zur Richtung des Schweißdrucks der Ultraschall· schweißung liegt. Der Umstand, daß das Fenster längs seiner Umfangsfläche mit den Gehäuseschalcn verschweißt wird, bedeutet einerseits, daß die Gehäuseschalen das Fenster nach Art einer Fassung umgeben, was für einen sicheren und dauerhaften Sitz des Fensters von Wichtigkeit ist. Andererseits bedeutet dies jedoch, daß die Schweißfläche eine ringförmige geschlossene Fläche ist, deren Flächenelemente zwangsläufig von Ort zu Ort ihre Richtung in Bezug auf die Richtung des Schweißdrucks ände*n. Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung des
so Fensters wird nun erreicht, daß Flächenelemente entfallen, die parallel zur Richtung des Schweißdrucks der Ultraschallschweißung liegen und an denen deshalb keine Verschweißung mit den Gehäuseschalen zustande kommen würde. Ein kreisförmiges Fenster, das aus fertigungstechnischen wie oplisch-funktionellen Gründen naheliegen würde, scheidet damit aus.
Beorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß der Ausdruck »Licht« hier jedwede elektromagnetische Strahlung vom fernen Infraroten über die sichtbare Strahlung bis zum Ultravioletten umfassen soll.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Auf diese ist bzw. sind
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des photoelektrischen Schalters gemäß der Erfindung,
Fig.2 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht des photoelektrischen Schalters der Fig. 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.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des vollständigen photoelektrkichen Schalters gemäß der Erfindung. Der Schalter weist ein Gehäuse 10 auf, welches aus zwei aufeinander abgestimmten Schalen 11 und 21 besteht, die beide aus lichtundurchlässigem Kunststoff hergestellt sind. Die Schalen 11 und 21 sind miteinander durch 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 Schajen 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 11 und 21 und wird durch Führungselemente 131, 132, 133, 134, 231,232 sowie zwei weitere, nicht gezeigte Führungselemente fest in Stellung gehalten. Ein Phototransistar 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 Fillereigenschaftan 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 bezüglich der Schalen U und 21 mittels eines Gummirings 52 in Stellung gehalten. Die Schalen U 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. bo
Das Fenster 3! 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 miteiiiander 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 Schals 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 11 und 21 angebracht, daß eine Diagonale des Quadrats mit der Schweißebene der Schalen U 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 ^s keinen Randabschnitt enthält, welcher parallel zur Richtung des Ultraschallschweißdruckes liegt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Photoelektrischer Schalter mit einem lichtundurchiässigen Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten lichtempfindlichen Element und/oder Leuchtelement, einer damit verbundenen elektrischen Schaltung, einer mit der elektrischen Schaltung verbundenen und aus dem Gehäuse geführten elektrischen Leitung, und einem Fenster aus transparentem Kunststoff für den Durchtritt von Licht auf das lichtempfindliche Element bzw. von dem Leuchtelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus zwei aus lichtundurchlässigem Kunststoff bestehenden Schalen (11,21) aufgebaut ist, die miteinander und mit dem Fenster (31; 32; 33; 34) längs dessen Umfangsfläche durch Ultraschallschweißung verschweißt sind, und daß das Fenster so ausgebildet und angeordnet ist, daß es keinen Umfangsabschnitt enthält, welcher parallel zur Richtung des Schweißdrucks der Ultraschallschweißung liegt.
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.
DE2811703A 1977-03-18 1978-03-17 Photoelektrischer Schalter Expired DE2811703C3 (de)

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DE2811703A1 DE2811703A1 (de) 1978-09-21
DE2811703B2 DE2811703B2 (de) 1979-04-26
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