DE2812952C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen photoelektrischen Schalter mit einem aus lichtundurchlässigem Material aufgebauten Gehäuse, welches eine erste Öffnung an seinem einen Ende und eine zweite Öffnung an seinem anderen Ende aufweist, mit einem am Gehäuse abnehmbar, die eine der Öffnungen des Gehäuses verschließend befestigten hohlen Deckelement, welches eine Fenstereinrichtung aus transparentem Material für den Durchgang von Licht aufweist, mit einer durch diese Öffnung in das Gehäuse einführbaren, im Gehäuse angeordneten Platte als Träger für elektrische Schaltkreiselemente, mit einer mit der Platte verbundenen elektrischen Leitung, welche durch die andere der Öffnungen aus dem Gehäuse herausgeführt ist, mit einer diese andere Öffnung verschließenden Befestigungsvorrichtung für die aus dem Gehäuse herausgeführte Leitung, und mit einem Leuchtelement und/oder einem lichtempfindlichen Element, welches bzw. welche mit der Platte verbunden und in dem Deckelement angeordnet ist bzw. sind.

Der Ausdruck "photoelektrischer Schalter" wird hier so verwendet, daß er sich nicht nur auf eine Vorrichtung beziehen soll, die sowohl ein Leuchtelement als auch ein lichtempfindliches Element in einem gemeinsamen Gehäuse enthält, sondern auch auf eine Vorrichtung, die entweder ein Leuchtelement oder ein lichtempfindliches Element in einem Gehäuse enthält. In ähnlicher Weise soll der Ausdruck "Licht", so wie er hier verwendet wird, jedwede elektromagnetische Strahlung vom Infraroten bis zum Ultravioletten unter Einschluß des sichtbaren Lichts umfassen.

Ein photoelektrischer Schalter der eingangs genannten Art ist, abgesehen von dem Merkmal der die andere Öffnung verschließenden Befestigungsvorrichtung für die aus dem Gehäuse herausgeführte Leitung bekannt (US-PS 29 18 585). Bei diesem bekannten Schalter ist entsprechend der dort beabsichtigten Möglichkeit einer Befestigung desselben an einer Frontplatte das Deckelement ein in das Schaltergehäuse einschraubbares Einzelteil. Unabhängig vom Deckelement ist in das Gehäuse eine gewöhnliche Trägerplatte für das Leuchtelement bzw. das lichtempfindliche Element eingesetzt. Diese Platte liegt parallel zur Querschnittsebene des Schalters und bietet damit, wenn sich, wie es wünschenswert ist, die Querschnittsfläche des Schalters an den entsprechenden Abmessungen von Leuchtelement bzw. lichtempfindlichem Element orientiert, eben gerade diesen Elementen Platz. Gleiches gilt auch für das Schaltelement der DE-OS 25 00 734, bei welchem in einem Gehäuse ohne Deckel, Leuchtelement und lichtempfindliches Element ebenfalls auf einer parallel zur Gehäusequerschnittsebene angeordneten Platte befestigt sind.

Aus den deutschen Gebrauchsmustern 66 02 431, 69 39 427 und 70 27 959 sind Näherungsschalter bekannt, bei welchen eine in Gehäuselängsrichtung orientierte Leiterplatte, die Träger eines Teils der Schaltkreiselemente ist, am Gehäuse festgelegt ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines photoelektrischen Schalters der eingangs genannten Art, der auch bei einer größeren Anzahl vorhandener Schaltkreiselemente in Querschnittsrichtung kompakt ist und sich einfach montieren läßt.

Diese Aufgabe wird durch einen photoelektrischen Schalter gelöst, wie er in Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Durch die kennzeichnungsgemäße Gestaltung des photoelektrischen Schalters wird erreicht, daß außerhalb des Gehäuses und damit leicht zugänglich alle Komponenten am Deckelement vormontiert werden können, wonach das Gehäuse dann nur mehr über die vormontierte Einheit geschoben zu werden braucht und die Führungen für die Leiterplatte dafür sorgen, daß diese ohne Schwierigkeiten in ihre Sollage gelangt. Die Anordnung der Leiterplatte in Gehäuselängsrichtung ermöglicht die Anbringung aller notwendigen Schaltkreiselemente auf ihr, ohne daß dadurch der Querschnitt des Schalters über das durch Leuchtelement und/ oder lichtempfindliches Element gegebene Maß hinaus vergrößert zu sein braucht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters wird im folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Auf diesen ist folgendes dargestellt:

Fig. 1 ein Längsschnitt, welcher eine Ausführungsform des photoelektrischen Schalters nach der Erfindung zeigt,

Fig. 2 eine teilgeschnittene Vorderansicht des in Fig. 1 gezeigten photoelektrischen Schalters,

Fig. 3 und 4 teilgeschnittene schematische Ansichten dieses Schalters, und

Fig. 5 eine schematische perspektivische Ansicht einer in diesem Schalter verwendeten Einstelleinrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein vollständiger Schalter gemäß der Erfindung gezeigt. In einer Umhüllung, die aus einem kastenartigen oder zylindrischen Gehäuse 10 aus Metall, beispielsweise aus Aluminium oder lichtundurchlässigem Kunststoff und einem Deckelement 40 besteht, ist ein Schaltungsblock 20, welcher eine Leiterplatte 21 und Schaltkreiselemente umfaßt, angeordnet. Die Leiterplatte 21 ist an dem Deckelement 40 befestigt, welches seinerseits abnehmbar an dem einen Ende des Gehäuses 10 befestigt ist. Eine Leitung 70 ist am anderen Ende des Gehäuses 10 mittels eines Befestigungselements 80 befestigt und aus dem Gehäuse 10 ausgeleitet. Die Leitung 70 ist mit der Leiterplatte 21 elektrisch verbunden. Auf der Leiterplatte 21 sind ein Anzeigeelement 31, wie etwa eine Leuchtdiode, zur Anzeige, daß der Schalter in Betrieb ist, und ein veränderbarer Widerstand 32 zur Einstellung des Arbeitspegels des Schalters angebracht. Andere Schaltkreiselemente, nämlich das Element zur Erzeugung von Treiberimpulsen, die auf ein Leuchtelement 51, wie etwa eine Leuchtdiode zur Abstrahlung von Infrarotlicht zu geben sind, und das Element zur Erzeugung von Ausgangssignalen auf den Empfang von Licht durch ein lichtempfindliches Element 52 wie etwa einen Phototransistor, hin, sind in der Zeichnung weggelassen.

Das Leuchtelement 51 und das lichtempfindliche Element 52 sind in dem Deckelement 40 angeordnet. Das Deckelement 40 ist mit einer Fenstereinrichtung versehen, welche aus zwei Linsen 43 und 44, beide aus Glas oder lichtdurchlässigem Kunststoff, besteht, wobei die Linsen auf das Leuchtelement 51 bzw. das lichtempfindliche Element 52 ausgerichtet sind. Zwischen Linse 44 und lichtempfindlichem Element 52 ist ein optisches Filter 46 angeordnet. Wenn die Linse 44 aus einem Material mit dem erforderlichen optischen Eigenschaften besteht, kann das Filter 46 weggelassen sein.

Wenn das Leuchtelement 51 und/oder das lichtempfindliche Element 52 sein eigenes Linsensystem hat, kann die Fenstereinrichtung eine ebene lichtdurchlässige Platte sein. Sowohl das Leuchtelement 51 als auch das lichtempfindliche Element 52 ist mit der Leiterplatte 21 elektrisch verbunden.

Eine Einstelleinrichtung 60 wird durch eine Seitenwand des Gehäuses 10 drehbar gehalten. Ein Ende der Einstelleinrichtung 60 steht mit einem veränderbaren Widerstand 32 derart in Eingriff, daß der veränderbare Widerstand 32 mittels der Einstelleinrichtung 60 gedreht werden kann. Eine Befestigungseinrichtung 91 zur Befestigung des Schalters an einer gewünschten Oberfläche ist am Gehäuse 10 mittels zweier Schrauben 92 angebracht, die in Gewindebohrungen 104, 105 geschraubt sind.

Spezifische Merkmale und Vorteile des oben beschriebenen Aufbaus des erfindungsgemäßen Schalters werden aus der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung in Verbindung mit Fig. 3 bis 5 deutlicher, die ein Herstellungsverfahren wiedergeben. Das Leuchtelement 51 und das lichtempfindliche Element 52 werden auf einer Trägerplatte 47 angebracht. Die Trägerplatte, beispielsweise aus Kunstharz, wird an einem Kunststoffrahmen 42, beispielsweise durch Festsitzpassung, angebracht. Der Kunststoffrahmen 42 wird in einen Metallrahmen 41 eingesetzt und daran, wiederum durch Festsitzpassung, starr befestigt. Das optische Filter 46 und die Linsen 43 bzw. 44 werden vor dem Kunststoffrahmen mit Hilfe eines Befestigungsrahmens 45 in Stellung gehalten, wonach Kleber auf die Verbindungsstelle zur Erzielung einer flüssigkeits- bzw. gasdichten Abdichtung aufgebracht wird. Falls gewünscht, können die Rahmen 41 und 42 als ein Stück aus Kunststoff formhergestellt werden und Fenstereinrichtungen aus Kunststoffmaterial an sie durch Ultraschallschweißung angeschweißt werden. Schaltkreiselemente, zu denen das Anzeigeelement 31, der veränderbare Widerstand 32 und andere (nicht gezeigte) Elemente gehören, werden auf der Leiterplatte 21 angebracht und ergeben den Schaltungsblock 20. Die Leiterplatte 21 des Schaltungsblocks 20 wird an dem Metallrahmen 41 des Deckelelements 40 befestigt, indem Vorsprünge der Leiterplatte 21, wie in den Fig. 3 und 4 durch gestrichelte Linien gezeigt, in Löcher des Metallrahmens 41 eingesetzt werden. Mit der Leiterplatte 21 sind das Leuchtelement 51, das lichtempfindliche Element 52 und die Leitung 70 elektrisch verbunden. Die Leitung 70 wird aus dem Gehäuse 10 ausgeleitet. Das Gehäuse 10 ist, zusätzlich zu einer durchgehenden Bohrung 16, mit einer Bohrung 17 in der Seitenwand versehen. Der obige halbvollständige Zusammenbau, welcher das Deckelelement 40 und den Schaltungsblock 20 umfaßt, wird dann in das Gehäuse 10 eingepaßt, wobei der Schaltungsblock 20 in einem Hohlraum 14 des Gehäuses 10 aufgenommen wird. Ein Ende der Leiterplatte 21 wird durch auf der Innenseite des Gehäuses 10 ausgebildete Führungselemente 102 und 103 in Stellung gebracht und dort festgelegt. Eine Blattfeder 22 aus Metall, wie etwa Phosphorharze, ist an der Leiterplatte 21 angebracht und elektrisch mit einem Massenanschluß (nicht gezeigt) der Leiterplatte 21 verbunden. Die Feder 22 hält im Zusammenwirken mit den Führungselementen 101 und 102 die Leiterplatte 21 stabil an ihrem Platz und verbindet den Masseanschluß mit dem Metallgehäuse 10 zur elektrostatischen Abschirmung. Das Deckelelement 40 ist durch Festsitzpassung eng in eine erste Öffnung 12 an einem Ende des Gehäuses 10 eingepaßt, wodurch diese Öffnung 12 verschlossen wird. Vorsprünge 411 und 412 dienen als Führungselemente für die Passung. Zur Sicherstellung einer flüssigkeits- bzw. gasdichten Passung zwischen Gehäuse 10 und Deckelelement 40 ist ein Gummiring 48 vorgesehen. Das Befestigungselement 80, bestehend aus einem Gummiring 81 und einem Metallring 82, wird danach am Gehäuse 10 befestigt. Durch Einsetzen des Befestigungselements 80 in eine Ausnehmung, die durch einen vorspringenden angrenzenden Wandteil des Gehäuses 10 in der Umgebung einer zweiten Öffnung 13 des Gehäuses 10 für die Leitung 70 definiert ist, wird so der Metallring 82 stramm in die Ausnehmung eingepaßt, wobei der Gummiring 81 mithilft, die zweite Öffnung wirkungsvoll abzuschließen. Nachdem der Schaltungsblock 20 im Gehäuse 10 angeordnet ist, wird die ein drehbares Element 61 und ein Eingreifelement 62 umfassende Einstelleinrichtung 60 am Gehäuse 10 befestigt. Das drehbare Element 61 zusammen mit dem Eingreifelement 62 wird also nach unten, senkrecht zur Leiterplatte 21 durch die Bohrung 16 in das Gehäuse 10 eingesetzt und an diesem drehbar angebracht. Ein in Fig. 1 gezeigter Gummiring 613 wird zur Erzielung einer flüssigkeits- bzw. gasdichten Abdichtung in einer Nut 612 angeordnet. Das Eingreifelement 62, im wesentlichen in Form eines γ, dessen unter Endabschnitt mit 621 bezeichnet ist, wird in einen im drehbaren Element 61 vorgesehenen Schlitz 611 eingesetzt. Dann wird das das Eingreifelement 62 tragende drehbare Element 61 durch Bohrung 16 in das Gehäuse 10 eingesetzt, wobei der Endabschnitt 621 in eine Nut 321 des veränderbaren Widerstandes 32 eingreift. Der Schlitz 611 des drehbaren Elements 61 ist nach unten erweitert, d. h. am oberen Ende schmaler als am unteren Ende, und beim Hinunterdrücken des drehbaren Elementes 61 wird der gabelförmige Abschnitt, angegeben durch die Bezugszeichen 622 und 623, des γ-förmigen Eingreifelements 62 deformiert, so daß sich eine feste Verbindung ergibt. Der obige Aufbau ist deshalb wünschenswert, weil er liberale Montagetoleranzen erlaubt. Die montierte Einstelleinrichtung 60 übt keinen Druck auf die Leiterplatte 21 oder das Gehäuse 10 aus. Jede andere Form einer Einstelleinrichtung 60, die ein Eingreifelement umfaßt, das verschiebbar an einem drehbaren Element angebracht ist, kann ebenfalls benützt werden. Der veränderbare Widerstand 32 kann auf diese Weise durch Drehen des drehbaren Elements 61 mit einem in eine Nut 613′ eingesetzten Werkzeug eingestellt werden.

Claims (9)

1. Photoelektrischer Schalter mit einem aus lichtundurchlässigem Material aufgebauten Gehäuse, welches eine erste Öffnung an seinem Ende und eine zweite Öffnung an seinem anderen Ende aufweist, mit einem am Gehäuse abnehmbar, die eine der Öffnungen des Gehäuses verschließend befestigten hohlen Deckelement, welches eine Fenstereinrichtung aus transparentem Material für den Durchgang von Licht aufweist, mit einer durch diese Öffnung in das Gehäuse einführbaren, im Gehäuse angeordneten Platten als Träger für elektrische Schaltkreiselemente, mit einer mit der Platte verbundenen elektrischen Leitung, welche durch die andere der Öffnungen aus dem Gehäuse herausgeführt ist, mit einer diese andere Öffnung verschließenden Befestigungsvorrichtung für die aus dem Gehäuse herausgeführten Leitung, und mit einem Leuchtelement und/oder einem lichtempfindlichen Element, welches bzw. welche mit der Platte verbunden und in dem Deckelement angeordnet ist bzw. sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte als in Gehäuselängsrichtung orientierte Leiterplatte (21) ausgebildet ist, daß die Leiterplatte, das Leuchtelement (51) und/oder das lichtempfindliche Element (52) zur Bildung einer Montageeinheit am Deckelement (40) als Träger festgelegt sind und daß am Gehäuse (10) Führungen (101, 102) für die Leiterplatte ausgebildet sind.

2. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung (12) größer als die zweite Öffnung (13) ist.

3. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelement (40) am Gehäuse (10) durch Festsitzpassung angebracht ist.

4. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus Metall besteht.

5. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit einem Masseanschluß der Leiterplatte (21) elektrisch verbunden ist.

6. Photoelektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Durchgangsbohrung (16) in einer Seitenwand, ein auf der Leiterplatte (21) angebrachtes und mit ihr elektrisch verbundenes elektrisches Element veränderbarer Funktion und eine in die Durchgangsbohrung (16) senkrecht zur Leiterplatte eingesetzte und drehbar durch das Gehäuse (10) gehalterte Einstelleinrichtung (60), wobei ein Ende der Einstelleinrichtung mit dem elektrischen Element veränderbarer Funktion im Eingriff steht.

7. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Element veränderbarer Funktion ein veränderbarer Widerstand (32) ist.

8. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (60) ein drehbares Element (61) und ein Eingreifelement (62) umfaßt, wobei das drehbare Element drehbar am Gehäuse angebracht ist und das Eingreifelement mit dem drehbaren Element in gleitendem Eingriff steht.

9. Photoelektrischer Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Element (61) einen vom unteren zum oberen Ende allmählich enger werdenden Schlitz (611) aufweist, und daß das Eingreifelement (62) einem im wesentlichen Y-förmigen Aufbau hat.