DE29522086U1 - Electrical or electronic device, in particular proximity switches - Google Patents
Electrical or electronic device, in particular proximity switchesInfo
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Description
der Firmathe company
SiSi
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95.437.1.se Essen, den 17. Mai 199995.437.1.se Essen, 17 May 1999
i fm electronic gmbh Teichstraße 4i fm electronic gmbh Teichstrasse 4
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betreffend einconcerning a
"Elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere Näherungsschalter""Electrical or electronic device, in particular proximity switches"
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Die Erfindung betrifft ein elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere einen Näherungsschalter, mit einem hülsenförmigen Gehäuse aus Metall. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines hülsenförmigen Gehäuses aus Metall für ein elektrisches oder elektronisches Gerät, insbesondere für einen Näherungsschalter. The invention relates to an electrical or electronic device, in particular a proximity switch, with a sleeve-shaped housing made of metal. The invention also relates to a method for producing a sleeve-shaped housing made of metal for an electrical or electronic device, in particular for a proximity switch.
Im folgenden wird immer ein Näherungsschalter betrachtet. Gleichwohl gilt alles das, was in bezug auf einen Näherungsschalter ausgeführt wird, auch in bezug auf andere elektrische oder elektronische Geräte mit einem hülsenförmigen Gehäuse aus Metall.In the following, we will always consider a proximity switch. However, everything that is said with regard to a proximity switch also applies to other electrical or electronic devices with a sleeve-shaped metal housing.
Näherungsschalter der vorgenannten Art sind bereits seit langem bekannt. Ein derartiger Näherungsschalter geht beispielsweise aus der DE 79 06 878 Ul hervor. Das aus Metall bestehende Gehäuse dieses bekannten Näherungsschalters weist ein Außengewinde auf, um den Näherungsschalter beispielsweise in einer Öffnung eines Gehäuses oder in einer Wandung mit Hilfe von Muttern einspannen und justieren zu können. Außerdem weist das Gehäuse anschlußseitig einen gewindefreien Bereich auf. Der gewindefreie Bereich hat einen geringeren Außendurchmesser als der mit dem Außengewinde versehene Bereich des Gehäuses.Proximity switches of the aforementioned type have been known for a long time. One such proximity switch is described, for example, in DE 79 06 878 Ul. The metal housing of this known proximity switch has an external thread so that the proximity switch can be clamped and adjusted using nuts, for example, in an opening in a housing or in a wall. The housing also has a thread-free area on the connection side. The thread-free area has a smaller external diameter than the area of the housing with the external thread.
Die Herstellung des Gehäuses erfolgt bei bekannten Näherungsschaltern üblicherweise derart, daß von einem langen, beispielsweise aus Messing bestehenden Rohr ein Rohrabschnitt abgeschnitten wird und anschließend in diesen Rohrabschnitt ein Gewinde eingedreht bzw. eingeschnitten wird. Der gewindefreie Bereich, der einen geringeren Außendurchmesser als der mit Außengewinde versehene Bereich aufweist, muß dann noch abgedreht werden. Soll das Gehäuse als "geschlossenes" Gehäuse ausgebildet, d. h. mit einer hinteren Stirnwand versehen sein, so ist die Anbringung einer derartigen hinteren Stirnwand noch in einem zusätzlichen Arbeitsschritt erforderlich. Gleiches gilt für Anwendungsfälle, in denen Absätze, Stufen, Einschnitte oder Vorsprünge außen- und/oder innenseitig im Gehäuse erforderlich sind.The housing of known proximity switches is usually manufactured in such a way that a section of pipe is cut off from a long pipe, for example made of brass, and then a thread is screwed or cut into this section of pipe. The thread-free area, which has a smaller external diameter than the area with an external thread, must then be turned off. If the housing is to be designed as a "closed" housing, i.e. provided with a rear end wall, the attachment of such a rear end wall is required in an additional work step. The same applies to applications in which steps, steps, cuts or projections are required on the outside and/or inside of the housing.
Aus der recht aufwendigen Art der Herstellung; resultiert, daß die Kosten des Gehäuses üblicherweise zwischen 20 und 30 % des Herstellungspreises der bekannten Näherungsschalter betragen.Due to the rather complex nature of the manufacturing process, the cost of the housing is usually between 20 and 30 % of the manufacturing price of the known proximity switches.
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Die Erfindung geht einen neuen Weg. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß das Gehäuse als im Druckguß hergestelltes Bauteil ausgebildet ist. Beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird dementsprechend das Gehäuse im Druckgießverfahren hergestellt. Hierdurch ergeben sich eine Reihe von zum Teil wesentlichen Vorteilen. Die im Druckguß- oder Druckgießverfahren hergestellten Gehäuse zeichnen sich durch eine hohe Maßgenauigkeit aus, wobei enge Toleranzen eingehalten werden können. Außerdem können extrem dünnwandige Gehäuse im Druckgießverfahren hergestellt werden, was Werkstoff- und Gewichtsersparnis bedeutet. Besondere Formen, wie Absätze, Öffnungen oder Stirnwände können zusammen mit dem Gehäuse an sich in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden. Es ist also nicht mehr erforderlich, das Gehäuse in einer Vielzahl von Arbeitsgängen fertigzustellen. Außerdem ergeben sich beim Druckgießverfahren besonders saubere, glatte und veredelungsfähige Oberflächen, wobei eine scharfe Ausprägung der Konturen gewährleistet ist. Ein im Druckgießverfahren hergestelltes Gehäuse eines Näherungsschalters bedarf, wenn überhaupt, nur noch einer geringfügigen Bearbeitung. Gerade bei der Herstellung von einseitig "geschlossenen" Gehäusen ergeben sich bei der Erfindung im Vergleich zu geschlossenen metallischen Gehäusen beim Stand der Technik Einsparungen bei Montage- und Kontrollarbeiten, da beim Stand der Technik das hülsenförmige Gehäuse nicht nur zunächst mit einer Stirnwand versehen, sondern anschließend auch noch auf Dichtigkeit geprüft werden muß. Schließlich lassen sich Gehäuse für erfindungsgemäße Näherungsschalter schnell und in großer Stückzahl herstellen, wodurch sich eine wirtschaftliche Serienfertigung, kurze Lieferzeiten und eine kleine Lagerhaltung ergeben.The invention takes a new approach. According to the invention, it is now provided that the housing is designed as a component manufactured by die casting. In the manufacturing process according to the invention, the housing is accordingly manufactured by die casting. This results in a number of advantages, some of which are significant. The housings manufactured by die casting or pressure casting are characterized by a high degree of dimensional accuracy, whereby narrow tolerances can be maintained. In addition, extremely thin-walled housings can be manufactured by die casting, which means savings in material and weight. Special shapes, such as shoulders, openings or end walls can be manufactured together with the housing itself in a single operation. It is therefore no longer necessary to finish the housing in a large number of operations. In addition, the pressure casting process produces particularly clean, smooth and refineable surfaces, whereby a sharp contour is ensured. A proximity switch housing manufactured by pressure casting requires only minimal processing, if at all. Especially when producing housings that are "closed" on one side, the invention results in savings in assembly and inspection work compared to closed metal housings in the state of the art, since in the state of the art the sleeve-shaped housing not only has to be provided with an end wall first, but also has to be tested for leaks afterwards. Finally, housings for proximity switches according to the invention can be produced quickly and in large quantities, which results in economical series production, short delivery times and small inventory.
Die erheblich vereinfachte Fertigung des Gehäuses des erfindungsgemäßen Näherungsschalter schlägt sich letztlich auch in einem enorm verringerten Herstellungspreis nieder. Dieser beträgt gegenüber dem Herstellungspreis eines vergleichbaren Gehäuses eines bekannten Näherungsschalters lediglich etwa 1/5. In Anbetracht dessen, daß die Kosten für das Gehäuse zwischen 20 und 30 % der Gesamtherstellungskosten des Näherungsschalters betragen, läßt sich durch Verwendung des erfindungsgemäßen Gehäuses bzw. durch Anwendung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens eine ansehnliche Kostensenkung der Herstellungskosten des Näherungsschalters erzielen.The significantly simplified manufacture of the housing of the proximity switch according to the invention is ultimately reflected in an enormously reduced manufacturing price. This is only about 1/5 of the manufacturing price of a comparable housing of a known proximity switch. Considering that the costs for the housing are between 20 and 30% of the total manufacturing costs of the proximity switch, a considerable reduction in the manufacturing costs of the proximity switch can be achieved by using the housing according to the invention or by applying the manufacturing process according to the invention.
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Als Materialien für das Gehäuse eignen es sich besonders Druckgußwerkstoffe auf der Basis von Zink, Aluminium, Magnesium, Kupfer, Blei und/oder Zinn. Zinklegierungen zeichnen sich durch ihre ausgezeichnete Druck-Gießbarkeit und eine sehr gute Oberflächenbehandlungsmöglichkeit durch Galvanisieren aus. Sie lassen sich sehr wirtschaftlich beispielsweise mit Warmkammer-Druckgießmaschinen druckgießen und die Formhaltigkeit ist sehr hoch. Aluminiumlegierungen zeichnen sich durch eine geringe Dichte von etwa 2,65 bis 2,8 g/cm3 je nach Legierung sowie durch gute Festigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit und die Möglichkeit der einfachen spannenden Bearbeitung aus. Magnesiumlegierungen sind mit einer Dichte von rund 1,8 g/cm3 die leichtesten metallischen Werkstoffe und von allen am besten spannend zu bearbeiten. Druckgußgehäuse auf Kupferbasis zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und die Kupfer und seinen Legierungen eigene hohe Korrosionsbeständigkeit aus. Schließlich lassen sich die niedrigschmelzenden Blei- und Zinn-Legierungen hervorragend und mit hoher Maßgenauigkeit druckgießen. Die Gebrauchseigenschaften sind jedoch wegen der geringen Festigkeit und Härte sehr begrenzt, so daß Gehäuse aus diesen Legierungen üblicherweise nur für vereinzelte Anwendungsfälle geeignet sind.Die-cast materials based on zinc, aluminum, magnesium, copper, lead and/or tin are particularly suitable as materials for the housing. Zinc alloys are characterized by their excellent pressure castability and very good surface treatment options through galvanization. They can be die-cast very economically, for example using hot-chamber die-casting machines, and their dimensional stability is very high. Aluminum alloys are characterized by a low density of around 2.65 to 2.8 g/cm3 depending on the alloy, as well as good strength, hardness, corrosion resistance and the possibility of easy machining. Magnesium alloys, with a density of around 1.8 g/cm3, are the lightest metallic materials and the easiest to machine. Die-cast housings based on copper are characterized by high strength and the high corrosion resistance inherent in copper and its alloys. Finally, the low-melting lead and tin alloys can be die-cast excellently and with high dimensional accuracy. However, the performance characteristics are very limited due to the low strength and hardness, so that housings made of these alloys are usually only suitable for isolated applications.
Das im Druckguß hergestellte Gehäuse kann je nach Anwendungsfall eine gewindefreie oder ganz mit Außengewinde versehene Oberfläche aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses sowohl ein gewindefreier Bereich als auch ein mit Außengewinde versehener Bereich vorgesehen. Die Herstellung der zuvor genannten Bereiche ist bei Anwendung des Druckgießverfahrens ebenso einfach möglich wie das Vorsehen von etwaigen Abflachungen auf gegenüberliegenden Seiten am Außengewinde. Durch die Abflachungen, die zumindest teilweise gewindefrei sein können, läßt sich bei entsprechender Ausbildung einer korrespondierenden Mutter eine schnelle Montage des Gehäuses erzielen. Im übrigen läßt sich natürlich auch eine Öffnung beispielsweise für eine Schaltzustandsanzeige im Gehäuse ohne weiteres vorsehen, ohne daß ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich ist.Depending on the application, the housing produced by die casting can have a thread-free surface or a surface that is entirely provided with an external thread. In a preferred embodiment, both a thread-free area and an area with an external thread are provided on the outer surface of the housing. The production of the aforementioned areas is just as easy when using the die casting process as the provision of any flats on opposite sides of the external thread. The flats, which can be at least partially thread-free, enable the housing to be assembled quickly if a corresponding nut is designed accordingly. In addition, an opening, for example for a switching status indicator, can of course also be provided in the housing without any additional work being required.
Um eine hohe Spannungsfestigkeit des erfindungsgemäßen Näherungsschalters zu gewährleisten, bietet es sich an, in das Gehäuse eine Hülse aus einem Isolierstoff, vorzugsweise einem Kunststoff einzusetzen. Bei der Hülse handelt es sich vorzugsweiseIn order to ensure a high dielectric strength of the proximity switch according to the invention, it is advisable to insert a sleeve made of an insulating material, preferably a plastic, into the housing. The sleeve is preferably
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um einen abgeschnittenen zylindrischen Rohrabschnitt eines langgestreckten Rohres. Die Hülse kann an einem Ende mit einem Stopfen verschlossen sein. Dies bietet sich insbesondere daran an, wenn es sich bei dem Gehäuse um ein offenes Gehäuse handelt.a cut-off cylindrical pipe section of an elongated pipe. The sleeve can be closed at one end with a plug. This is particularly useful if the housing is an open housing.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further features, advantages and possible applications of the present invention emerge from the following description of embodiments based on the drawing and the drawing itself. All described and/or illustrated features form the subject matter of the present invention, either individually or in any combination, regardless of their summary in the patent claims or their reference back to them.
In der einzigen Figur ist in perspektivischer Ansicht ein aus Metall bestehendes hülsenförmiges Gehäuse 1 eines Näherungsschalters dargestellt. Wesentlich ist vorliegend, daß das Gehäuse 1 als im Druckguß hergestelltes Bauteil ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 besteht vorliegend aus einer Zinklegierung als Druckgußwerkstoff. Es versteht sich, daß das Gehäuse aber auch aus einer Aluminium-, Magnesium-, Kupfer-, Blei- und/oder Zinnlegierung bestehen kann. Es darf an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß der Ausdruck "Legierung" alle bekannten und sinnvollen Zusammensetzungen der zuvor genannten Werkstoffe beinhaltet.The single figure shows a perspective view of a sleeve-shaped housing 1 of a proximity switch made of metal. It is important here that the housing 1 is designed as a component manufactured by die casting. The housing 1 here consists of a zinc alloy as a die-cast material. It goes without saying that the housing can also consist of an aluminum, magnesium, copper, lead and/or tin alloy. It should be noted at this point that the term "alloy" includes all known and reasonable compositions of the previously mentioned materials.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 1 auf seiner äußeren Oberfläche mit einem gewindefreien Bereich 2 versehen, an den sich ein mit einem Außengewinde 3 versehener Bereich 4 anschließt. Der gewindefreie Bereich 2 weist einen geringeren Außendurchmesser auf als der mit der Außengewinde 3 versehene Bereich 4. Auf gegenüberliegenden Seiten ist das Gehäuse 1 im Bereich 4 mit Abflachungen 5, 6 versehen, wobei sich die Abflachungen 5, 6 in Längsrichtung des Gehäuses 1 über den Bereich 4 erstrecken und in den Bereich 2 auslaufen. Bedingt durch die Abflachungen 5, 6 ergibt sich im Bereich 4 eine ovale Form des Gehäuses 1. Im gewindefreien Bereich 2 befindet sich eine Öffnung 7, die insbesondere zum Sichtbarmachen einer Schaltzustandsanzeige dient.In the embodiment shown, the housing 1 is provided on its outer surface with a thread-free area 2, which is followed by an area 4 provided with an external thread 3. The thread-free area 2 has a smaller external diameter than the area 4 provided with the external thread 3. On opposite sides, the housing 1 is provided with flats 5, 6 in area 4, with the flats 5, 6 extending in the longitudinal direction of the housing 1 over the area 4 and running out into the area 2. Due to the flats 5, 6, the housing 1 in area 4 has an oval shape. In the thread-free area 2 there is an opening 7, which serves in particular to make a switching status display visible.
Bei dem dargestellten Gehäuse 1 handelt es sich vorliegend um ein sogenanntes "offenes" Gehäuse, das an beiden Enden geöffnet ist. Dieses Gehäuse 1 weist über seineThe housing 1 shown here is a so-called "open" housing that is open at both ends. This housing 1 has
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Länge einen im wesentlichen konstanten Innendurchmesser auf. An dem einen Ende des Gehäuses 1 befindet sich ein umlaufender Absatz 8.length has an essentially constant inner diameter. At one end of the housing 1 there is a circumferential shoulder 8.
Neben dem Gehäuse 1 und einer Reihe nicht dargestellter elektrischer und elektronischer Bauteile weist der Näherungsschalter eine in das Gehäuse 1 einsetzbare Hülse 9 auf, die vorliegend aus einem isolierenden, durchsichtigen Kunststoff besteht. Die Hülse 9 selbst ist zylindrisch ausgebildet, während das Gehäuse 1 aufgrund des Herstellungsverfahrens innen eine geringe Konizität haben kann. Die Hülse 9, in die die zum Betrieb des Näherungsschalters erforderlichen elektrischen und elektronischen Bauteile eingesetzt werden, dient im wesentlichen zur Verbesserung der elektrischen Spannungsfestigkeit des Näherungsschalters. Bei der Hülse 9, bei der es sich um einen abgeschnittenen Rohrabschnitt eines langgestreckten Kunststoffrohres, und damit um kostengünstige Massenware handeln kann, ist endseitig mit einem Stopfen 10 verschlossen.In addition to the housing 1 and a number of electrical and electronic components (not shown), the proximity switch has a sleeve 9 that can be inserted into the housing 1 and which in this case is made of an insulating, transparent plastic. The sleeve 9 itself is cylindrical, while the housing 1 can have a slight conicity on the inside due to the manufacturing process. The sleeve 9, into which the electrical and electronic components required to operate the proximity switch are inserted, essentially serves to improve the electrical dielectric strength of the proximity switch. The sleeve 9, which is a cut-off section of an elongated plastic pipe and can therefore be a cost-effective mass product, is closed at the end with a plug 10.
Die Befestigung der Hülse 9 im Gehäuse 1 kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. So kann die Hülse 9 mit dem Gehäuse 1 verklebt sein, es kann aber auch ein Form- oder Reibschluß vorliegen. Für einen Reibschluß bedarf es der entsprechenden Abstimmung des Innendurchmessers des Gehäuses 1 und des Außendurchmessers der Hülse 9 unter Berücksichtigung der elastischen Eigenschaften des Materials der Hülse 9.The sleeve 9 can be attached to the housing 1 in a variety of ways. The sleeve 9 can be glued to the housing 1, but it can also be a positive or frictional fit. For a frictional fit, the inner diameter of the housing 1 and the outer diameter of the sleeve 9 must be matched accordingly, taking into account the elastic properties of the material of the sleeve 9.
Die Herstellung eines Gehäuses 1 für einen Näherungsschalter bzw. die Herstellung eines Näherungsschalters selbst läuft nun wie folgt ab:The production of a housing 1 for a proximity switch or the production of a proximity switch itself now proceeds as follows:
Zunächst wird das Gehäuse 1 im Druckgießverfahren hergestellt. Es darf darauf hingewiesen werden ,daß mit dem Ausdruck "Druckgießverfahren" grundsätzlich alle bekannten Druckgießverfahren in Frage kommen, die zur Herstellung des Gehäuses 1 geeignet sind. Nach dem Druckgießen wird das Gehäuse 1 aus der Druckgießform ausgeworfen und gegebenenfalls einer Nachbearbeitung unterzogen. Anschließend kann das Gehäuse 1 vernickelt werden. Nach Fertigstellung des Gehäuses 1 werden in die Hülse 9 die für den Betrieb des Näherungsschalters 1 erforderlichen elektrischen und/oder elektronischen Bauteile eingesetzt. Anschließend wird die Hülse 9 durch den Stopfen 10 verschlossen. Sodann wird die verschlossene Hülse 9 in dasFirst, the housing 1 is manufactured using a die-casting process. It should be noted that the term "die-casting process" basically covers all known die-casting processes that are suitable for manufacturing the housing 1. After die-casting, the housing 1 is ejected from the die-casting mold and, if necessary, subjected to further processing. The housing 1 can then be nickel-plated. After the housing 1 has been completed, the electrical and/or electronic components required for the operation of the proximity switch 1 are inserted into the sleeve 9. The sleeve 9 is then closed with the plug 10. The closed sleeve 9 is then inserted into the
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Gehäuse 1 eingepreßt. Schließlich wird zumindest ein Teil des Innenraums des Gehäuses 1 bzw. der Hülse 9 vergossen.Housing 1 is pressed in. Finally, at least part of the interior of the housing 1 or the sleeve 9 is cast.
Es versteht sich, daß die Verwendung der Hülse 9 nicht unbedingt erforderlich ist. Es ist auch ohne weiteres möglich, die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile unmittelbar in das Gehäuse 1 einzusetzen und diese dann zu vergießen.It goes without saying that the use of the sleeve 9 is not absolutely necessary. It is also possible to insert the electrical and/or electronic components directly into the housing 1 and then encapsulate them.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990923 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19990812 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20020124 |
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20031120 |
|
R071 | Expiry of right |