DE29901548U1 - proximity switch - Google Patents
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Description
Gesthuysen & von Rohr - 1 -Gesthuysen & von Rohr - 1 -
Die Erfindung betrifft einen Näherungsschalter mit einem hülsenförmigen Gehäuse, mit einem Endstück, insbesondere einem Steckeranschluß oder einem Kabelanschluß, und mit einem Sensormodul, wobei zu dem Sensormodul zumindest ein Sensor und vorzugsweise ein Sensordeckel gehört bzw. gehören.The invention relates to a proximity switch with a sleeve-shaped housing, with an end piece, in particular a plug connection or a cable connection, and with a sensor module, wherein the sensor module includes at least one sensor and preferably a sensor cover.
Näherungsschalter haben durch ihre berührungslose Arbeitsweise für den industriellen Einsatz nahezu ideale Voraussetzungen. Sie arbeiten verschleißfrei, ermöglichen hohe Schaltfrequenzen und Schaltgenauigkeiten und sind unempfindlich gegenüber Vibrationen, Staub und Feuchtigkeit. Aus diesem Grunde sind Näherungsschalter millionenfach im Einsatz, und sie beweisen seit Jahrzehnten ihre Zuverlässigkeit in allen Bereichen. Je nach Einsatzgebiet und Aufgabe werden insbesondere induktive, kapazitive und optische bzw. optoelektronische Näherungsschalter eingesetzt. Von diesen "Klassikern" unter den elektronischen Sensoren gibt es aus diesem Grunde unzählige Variationen und Sonderbauformen. Es besteht somit das Bedürfnis, die Produktion der unterschiedlichen Näherungsschaltertypen zu vereinfachen, indem die Näherungsschalter modulartig aufgebaut sind, so daß durch Kombination der einzelnen Module auf einfache und schnelle Weise unterschiedliche Näherungsschaltertypen für unterschiedliche Anforderungen zur Verfügung stehen.Proximity switches have almost ideal conditions for industrial use due to their contactless operation. They operate without wear, enable high switching frequencies and switching accuracy and are insensitive to vibrations, dust and moisture. For this reason, proximity switches are used millions of times and have proven their reliability in all areas for decades. Depending on the area of application and task, inductive, capacitive and optical or optoelectronic proximity switches are used in particular. For this reason, there are countless variations and special designs of these "classics" among electronic sensors. There is therefore a need to simplify the production of the different types of proximity switches by constructing the proximity switches in a modular manner so that by combining the individual modules, different types of proximity switches are available for different requirements in a simple and quick way.
Im Rahmen der Erfindung wird unter einem hülsenförmigen Gehäuse ein an beiden Enden offenes Gehäuse mit rundem Querschnitt verstanden; im Unterschied dazu steht ein topfförmiges Gehäuse mit einem Gehäuseboden.In the context of the invention, a sleeve-shaped housing is understood to be a housing with a round cross-section that is open at both ends; in contrast to this, there is a pot-shaped housing with a housing base.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 38 27 937 ist ein elektrischer Meßwertaufnehmer mit einen topfförmigen Metallgehäuse und einem Anschlußstück bekannt, bei dem ein Sensorelement auf einem Tragkörper eines Hauptträgers befestigt ist. Das Sensorelement wird mit dem Haupträger in das Metallgehäuse eingesetzt und im Bereich des Gehäusebodens mittels einer Gießharzfüllung fixiert. Das Metallgehäuse und das Endstück sind mittels einer Umbördelung der Gehäuseöffnung um einen Anschlußflansch eines Anschlußteils miteinander verbunden. Bei der Fixierung des Sensorelements in dem Metallgehäuse besteht die Gefahr, daß einerseits das Sensorelement nicht richtig auf den Gehäuseboden aufgesetzt wird, das Sensorelement somit nicht parallel zum Gehäuseboden ausgerichtet ist, daß andererseits Gießharz zwischen das Sensorelement und den Gehäuseboden gelangt, wodurch die Eigenschaften desFrom the German patent application 38 27 937, an electrical measuring sensor is known with a pot-shaped metal housing and a connecting piece, in which a sensor element is attached to a support body of a main carrier. The sensor element is inserted into the metal housing with the main carrier and fixed in the area of the housing base using a cast resin filling. The metal housing and the end piece are connected to one another by means of a flange around the housing opening around a connection flange of a connecting part. When fixing the sensor element in the metal housing, there is a risk that on the one hand the sensor element is not placed correctly on the housing base, the sensor element is therefore not aligned parallel to the housing base, and on the other hand that cast resin gets between the sensor element and the housing base, which impairs the properties of the
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Sensorelements negativ beeinflußt werden können. Insbesondere bei induktiven oder kapazitiven Näherungsschaltern kann sich dadurch der Schaltabstand des Näherungsschalters stark verringern.sensor element can be negatively influenced. In the case of inductive or capacitive proximity switches in particular, this can significantly reduce the switching distance of the proximity switch.
Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 296 11 527 ist ein Näherungsschalter mit einem hülsenförmigen, metallischen Gehäuse, mit einem als Steckeranschluß ausgebildeten Endstück und mit einem Sensordeckel bekannt. Auch bei diesem bekannten Näherungsschalter ist zwischen dem Endstück und dem Gehäuse eine formschlüssige Verbindung realisiert; das mit einem Innengewinde versehene Endstück ist auf das mit einem Außengewinde versehene Gehäuse aufgeschraubt.A proximity switch with a sleeve-shaped, metallic housing, an end piece designed as a plug connection and a sensor cover is known from the German utility model 296 11 527. This known proximity switch also has a positive connection between the end piece and the housing; the end piece, which has an internal thread, is screwed onto the housing, which has an external thread.
Im übrigen ist es bekannt, die Verbindung zwischen dem Endstück und dem Gehäuse einerseits sowie zwischen dem Sensormodul und dem Gehäuse andererseits durch Verkleben oder Einpressen zu realisieren. Das Verkleben ist zumindest bei Verwendung unterschiedlicher Materialien für das Endstück und das Gehäuse aufwendig und störanfällig, insbesondere bei sich ändernden Umgebungstemperaturen. Aus diesem Grunde werden derartige Näherungsschalter meist vergossen, wobei das verwendete Gießharz zum einen die Aufgabe hat, das Eindringen von Flüssigkeit in das Innere des Näherungsschalters zu verhindern, zum anderen das Endstück gegen Auszug und Verdrehung zu sichern.It is also known that the connection between the end piece and the housing on the one hand and between the sensor module and the housing on the other hand can be made by gluing or pressing. Gluing is complex and prone to failure, at least when different materials are used for the end piece and the housing, especially when the ambient temperature changes. For this reason, such proximity switches are usually cast, with the casting resin used having the task of preventing liquid from penetrating the interior of the proximity switch on the one hand and of securing the end piece against pulling out and twisting on the other.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Näherungsschalter mit einem hülsenförmigen Gehäuse zur Verfügung zu stellen, bei dem das empfindlich Sensormodul einfach und schnell, aber dennoch sicher und dicht mit dem Gehäuse verbunden werden kann, ohne das es zu Beeinträchtigungen der sensitiven Eigenschaften des Näherungsschalters kommt.The invention is based on the object of providing a proximity switch with a sleeve-shaped housing in which the sensitive sensor module can be connected to the housing easily and quickly, but nevertheless safely and tightly, without impairing the sensitive properties of the proximity switch.
Erfindungsgemäß ist bei dem eingangs beschriebenen Näherungsschalter die zuvor aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gehäuse an dem dem Sensormodul zugeordneten Ende einen dünnwandigen Abschnitt aufweist und daß die Verbindung von Gehäuse und Sensormodul bzw. Sensordeckel des Sensormoduls durch ein im wesentlichen radiales Bördeln des Gehäuses erreicht ist, - wobei im Rahmen der Erfindung unter Bördeln das Verformen des bzw. der dünnwandigen Abschnitte des Gehäuses verstanden wird. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß unabhängigAccording to the invention, the above-described object is achieved in the proximity switch described at the outset in that the housing has a thin-walled section at the end assigned to the sensor module and that the connection between the housing and the sensor module or sensor cover of the sensor module is achieved by essentially radially flanging the housing - whereby, within the scope of the invention, flanging is understood to mean the deformation of the thin-walled section(s) of the housing. This measure ensures that, regardless of
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von der Wahl der Materialien für das Sensormodul eine sichere, insbesondere auch verdrehsichere Verbindung von Sensormodul und Gehäuse gewährleistet ist.The choice of materials for the sensor module ensures a secure, particularly twist-proof, connection between the sensor module and the housing.
Vorteilhafterweise erfolgt die Verbindung von Gehäuse und Endstück durch eine Verformung des Gehäuses, wobei nach der Verformung des Gehäuses Formschluß zwischen dem Gehäuse und dem Endstück besteht. Der Formschluß kann durch ein im wesentlichen radiales Verprägen des Gehäuses erreicht werden. Alternativ kann der Formschluß auch durch ein im wesentlichen radiales Bördeln des Gehäuses - entsprechend der Befestigung des Sensormoduls - erreicht werden, wobei das Gehäuse dann an beiden Enden dünnwandige Abschnitte aufweist.Advantageously, the connection between the housing and the end piece is made by deforming the housing, whereby after the deformation of the housing there is a positive connection between the housing and the end piece. The positive connection can be achieved by essentially radially stamping the housing. Alternatively, the positive connection can also be achieved by essentially radially flanging the housing - corresponding to the fastening of the sensor module - whereby the housing then has thin-walled sections at both ends.
Bei der Variante der Befestigung des Endstücks durch radiales Verprägen des Gehäuses kann es je nach dem Material des Endstückes vorteilhaft sein, wenn das Endstück an mindestens einer Stelle eine Aussparung aufweist, in die der zugeordnete Bereich des Gehäuses durch das Verprägen gepreßt wird.In the variant of fastening the end piece by radially stamping the housing, it can be advantageous, depending on the material of the end piece, if the end piece has a recess in at least one place into which the associated area of the housing is pressed by stamping.
Sowohl durch das Verformen der dünnwandigen Abschnitte des Gehäuses als auch durch das Verprägen des Gehäuses ist eine sichere Verbindung des Endstückes mit dem Gehäuse gewährleistet, so daß ein Ausziehen oder Verdrehen des Endstückes unter normalen Bedingungen nicht möglich ist. Dennoch ist eine einfache und schnelle und dadurch kostengünstige Montage des Näherungsschalters möglich, da der Formschluß zwischen dem Gehäuse und dem Endstück bzw. dem Sensormodul erst nach dem Verformen besteht. Es müssen somit keine fertigungstechnisch aufwendigen Rastarme oder dergleichen realisiert werden, wodurch ein höherer Automatisierungsgrad bei der Produktion der Näherungsschalter erreicht werden kann.Both by deforming the thin-walled sections of the housing and by stamping the housing, a secure connection between the end piece and the housing is ensured, so that pulling out or twisting the end piece is not possible under normal conditions. Nevertheless, the proximity switch can be installed quickly and easily, and therefore inexpensively, because the positive connection between the housing and the end piece or the sensor module only occurs after deformation. This means that no locking arms or the like that require complex manufacturing techniques need to be implemented, which means that a higher level of automation can be achieved in the production of the proximity switches.
Soll die Verdrehsicherheit weiter erhöht werden, so wird dies bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß der Bördelwinkel über den Umfang des Sensormoduls und/oder über den Umfang des Endstücks variiert. Alternativ oder zusätzlich können das Sensormodul und/oder das Endstück jeweils an ihrer Außenseite einen profilierten Ring, beispielsweise einen Sägezahnring, als Verdrehschutz aufweisen.If the anti-twisting security is to be further increased, this is achieved in a preferred embodiment of the invention by varying the flanging angle over the circumference of the sensor module and/or over the circumference of the end piece. Alternatively or additionally, the sensor module and/or the end piece can each have a profiled ring on their outside, for example a sawtooth ring, as anti-twisting protection.
Damit beim Verformen des Gehäuses, insbesondere bei einem metallischen Gehäuse, keine Beschädigung desselben auftritt, - was insbesondere bei den bisher üblicher-To ensure that no damage occurs when the housing is deformed, especially when it is a metal housing - which is particularly the case with the previously common
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weise verwendeten Gehäusen aus Messing mit Nickelbeschichtung der Fall wäre -, wird vorteilhafterweise ein Gehäuse mit einer Beschichtung aus einer hoch belastbaren Legierung verwendet. Eine solche Legierung kann beispielsweise eine mikrokristalline metastabile Kupfer-Zinn-Legierung oder eine Kupfer-Zinn-Zink-Legierung sein. Bei Verwendung einer unter der Marke "Optalloy" bekannten Kupfer-Zinn-Zink-Legierung mit einer bevorzugten Schichtdicke von 1,5 bis 2,5 &mgr;&eegr;&igr; ist ein Verformen - Bördeln oder Verprägen - des so beschichteten Gehäuses völlig unproblematisch realisierbar, selbst bei kleinen Biegeradien.As would be the case with the conventionally used brass housings with a nickel coating, it is advantageous to use a housing with a coating made of a highly resilient alloy. Such an alloy can be, for example, a microcrystalline metastable copper-tin alloy or a copper-tin-zinc alloy. When using a copper-tin-zinc alloy known under the brand name "Optalloy" with a preferred layer thickness of 1.5 to 2.5 μm, deformation - flanging or stamping - of the housing coated in this way is completely unproblematic, even with small bending radii.
Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Näherungsschalter auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche, andererseits auf die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenIn detail, there are now a number of possibilities for designing and developing the proximity switch according to the invention. Reference is made to the claims subordinate to claim 1 on the one hand, and to the description of preferred embodiments in conjunction with the drawing on the other. The drawing shows
Fig. 1 die einzelnen Teile eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters imFig. 1 the individual parts of a proximity switch according to the invention in
nicht zusammengebauten Zustand, insbesondere ein Gehäuse, ein Endstück in Form eines Steckeranschlusses und ein Sensormodul,unassembled state, in particular a housing, an end piece in the form of a plug connection and a sensor module,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen NäherungsschalterFig. 2 a longitudinal section through a proximity switch according to the invention
im zusammengebauten Zustand, der im wesentlichen dem Näherungsschalter nach Fig. 1 entspricht,in the assembled state, which essentially corresponds to the proximity switch according to Fig. 1,
Fig. 3 in gegenüber der Fig. 2 vergrößerter Darstellung, von dem Näherungsschalter nach Fig. 2 den vorderen Teil des Gehäuses mit darin eingesetztem Sensormodul,Fig. 3 in an enlarged view compared to Fig. 2, of the proximity switch according to Fig. 2 the front part of the housing with the sensor module inserted therein,
Fig. 4 in gegenüber der Fig. 2 vergrößerter Darstellung, von dem Näherungsschalter nach Fig. 2 den hinteren Teil des Gehäuses mit darin eingesetztem Endstück in Form eines Steckeranschlusses (Fig. 4 a) bzw. in Form eines Kabelanschlusses (Fig. 4 b),Fig. 4 in an enlarged view compared to Fig. 2, of the proximity switch according to Fig. 2, the rear part of the housing with the end piece inserted therein in the form of a plug connection (Fig. 4 a) or in the form of a cable connection (Fig. 4 b),
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters mit einem Endstück in Form eines Steckeranschlusses,Fig. 5 shows a further embodiment of a proximity switch according to the invention with an end piece in the form of a plug connection,
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Fig. 6 nochmals ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßenFig. 6 shows another embodiment of an inventive
Näherungsschalters mit einem Endstück in Form eines Kabelanschlusses,Proximity switch with an end piece in the form of a cable connection,
Fig. 7 drei unterschiedliche Ausführungsformen eines Endstückes eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters,Fig. 7 three different embodiments of an end piece of a proximity switch according to the invention,
Fig. 8 zwei unterschiedliche Ausführungsformen eines Sensormoduls eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters,Fig. 8 two different embodiments of a sensor module of a proximity switch according to the invention,
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines fertig montierten erfindungsgemäßen Näherungsschalters undFig. 9 shows another embodiment of a fully assembled proximity switch according to the invention and
Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters mit einem Endstück in Form eines Kabelanschlusses und einem Sägezahnring als Verdrehschutz.Fig. 10 shows a further embodiment of a proximity switch according to the invention with an end piece in the form of a cable connection and a sawtooth ring as anti-twist protection.
Die in den Figuren im einzelnen dargestellten Näherungsschalter 1 bestehen alle aus einem hülsenförmigen Gehäuse 2, einem Endstück, das beispielsweise als Steckeranschluß 4 oder als Kabelanschluß 5 ausgebildet sein kann, einem Sensormodul 6 und einem Elektronikmodul 7. Das lediglich in Fig. 1 - auch hier jedoch nicht im Detail dargestellte Elektronikmodul 7 weist zumindest den Großteil der elektrischen Bauteile des Näherungsschalters 1 auf. Weitere elektrische Bauteile können vor allem auch im Sensormodul 6 angeordnet sein. Vorteilhafterweise besteht das Elektronikmodul 7 aus einem Träger und einem darauf aufgebrachten Leiterfilm, auf welchen wiederum die elektronischen Bauteile angeordnet sind.The proximity switches 1 shown in detail in the figures all consist of a sleeve-shaped housing 2, an end piece, which can be designed, for example, as a plug connection 4 or as a cable connection 5, a sensor module 6 and an electronic module 7. The electronic module 7, which is only shown in Fig. 1 - but not shown in detail here either - has at least the majority of the electrical components of the proximity switch 1. Other electrical components can also be arranged in the sensor module 6. The electronic module 7 advantageously consists of a carrier and a conductor film applied to it, on which the electronic components are arranged.
Zum Sensormodul 6 gehören zumindest ein Sensor, wobei es sich beispielsweise um eine Sensorspule 8 handeln kann, und ein Sensordeckel 9. Aus dem Sensormodul 6 ragen elektrische Anschlüsse 10 heraus, mit deren Hilfe das Sensormodul 6 an das Elektronikmodul 7 angeschlossen werden kann. Darüber hinaus kann, was hier jedoch nicht dargestellt ist, das Sensormodul 6 auch einen eigenen Leiterfilm aufweisen, auf dem dann beispielsweise ein Abgleichwiderstand angeordnet sein kann.The sensor module 6 includes at least one sensor, which can be, for example, a sensor coil 8, and a sensor cover 9. Electrical connections 10 protrude from the sensor module 6, with the help of which the sensor module 6 can be connected to the electronic module 7. In addition, although this is not shown here, the sensor module 6 can also have its own conductor film, on which, for example, a balancing resistor can be arranged.
Das hülsenförmige Gehäuse 2 besteht aus Metall, vorzugsweise aus Messing, oder aus Kunststoff und ist mit einer Beschichtung versehen, vorzugsweise aus einer Kup-The sleeve-shaped housing 2 is made of metal, preferably brass, or plastic and is provided with a coating, preferably made of a copper
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fer-Zinn-Zink-Legierung, die unter der Marke "Optalloy" bekannt ist und in einer Schichtdicke von lediglich 1,5 bis 2,5 &mgr;&eegr;&igr; auf das Gehäuse 2 aufgetragen werden muß. Das Gehäuse 2 weist in seinem Endbereich 11 mindestens eine Bohrung 12 auf, die als Sichtfenster für eine Zustands-LED dient.fer-tin-zinc alloy, which is known under the brand name "Optalloy" and has to be applied to the housing 2 in a layer thickness of only 1.5 to 2.5 μηγ. The housing 2 has at least one hole 12 in its end region 11, which serves as a viewing window for a status LED.
Damit der Näherungsschalter 1 beispielsweise in einer Wand befestigbar ist, hat das Gehäuse 2 zwei Außengewinde 13.To enable the proximity switch 1 to be mounted in a wall, for example, the housing 2 has two external threads 13.
Fig. 2 zeigt einen Näherungsschalter 1 im zusammengebauten Zustand, der im wesentlichen dem Näherungsschalter nach Fig. 1 entspricht. Dabei sind der Steckeranschluß 4, das Sensormodul 6 und das Elektronikmodul 7 in das Gehäuse 2 eingeschoben, in dem Gehäuse 2 jedoch noch nicht befestigt. Durch das hülsenförmige Gehäuse 2 sind somit das Sensormodul 6 und das Elektronikmodul 7 vor Beschädigungen von Außen sicher geschützt. Der Steckeranschluß 4 sowie das Sensormodul 6 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, während der Sensordeckel 9 aus Kunststoff oder vorzugsweise aus Keramik besteht. Ein Keramikdeckel hat gegenüber einem Metalldeckel den Vorteil, daß Keramik den Schaltabstand eines induktiven Näherungsschalters im Vergleich zu Metall nicht negativ beeinflußt und gegenüber Kunststoff hitze- und schweißperlenbeständiger ist.Fig. 2 shows a proximity switch 1 in the assembled state, which essentially corresponds to the proximity switch according to Fig. 1. The plug connection 4, the sensor module 6 and the electronic module 7 are inserted into the housing 2, but not yet secured in the housing 2. The sleeve-shaped housing 2 thus safely protects the sensor module 6 and the electronic module 7 from damage from the outside. The plug connection 4 and the sensor module 6 are preferably made of plastic, while the sensor cover 9 is made of plastic or preferably of ceramic. A ceramic cover has the advantage over a metal cover that ceramic does not negatively affect the switching distance of an inductive proximity switch in comparison to metal and is more resistant to heat and welding beads than plastic.
Fig. 3 zeigt nun die erste erfindungsgemäße Verbindung des Sensormoduls 6 mit dem Gehäuse 2. Hierzu weist das hülsenförmige Gehäuse 2 an seinem einen Ende einen dünnwandigen Abschnitt 14 auf. Der Sensordeckel 9 des Sensormoduls 6 hat an seiner Vorderkante 15 einen Außendurchmesser 16, der geringfügig kleiner als der maximale Außendurchmesser 17 des Sensordeckels 9 ist. Da der Innendurchmesser 17 des dünnwandigen Abschnitts 14 des Gehäuses 2 jedoch genauso groß ist wie der maximale Außendurchmesser 17 des Sensordeckels 9, besteht zwischen dem Innendurchmesser 17 des dünnwandigen Abschnitts 14 und dem Außendurchmesser 16 der Vorderkante 15 des Sensordeckels 9 ein "Bördelweg". Durch Umbiegen bzw. Bördeln des dünnwandigen Abschnitts 14 des Gehäuses 2 kann somit der Sensordeckel 9 und damit das Sensormodul 6 auf einfache Weise in dem Gehäuse 2 fixiert bzw. mit dem Gehäuse 2 verbunden werden. Der Außendurchmesser 18 des dünnwandigen Abschnitts 14 entspricht dem Kerndurchmesser 19 des Gehäuses 2.Fig. 3 now shows the first connection according to the invention of the sensor module 6 with the housing 2. For this purpose, the sleeve-shaped housing 2 has a thin-walled section 14 at one end. The sensor cover 9 of the sensor module 6 has an outer diameter 16 at its front edge 15 that is slightly smaller than the maximum outer diameter 17 of the sensor cover 9. However, since the inner diameter 17 of the thin-walled section 14 of the housing 2 is just as large as the maximum outer diameter 17 of the sensor cover 9, there is a "flaring path" between the inner diameter 17 of the thin-walled section 14 and the outer diameter 16 of the front edge 15 of the sensor cover 9. By bending or flanging the thin-walled section 14 of the housing 2, the sensor cover 9 and thus the sensor module 6 can be easily fixed in the housing 2 or connected to the housing 2. The outer diameter 18 of the thin-walled section 14 corresponds to the core diameter 19 of the housing 2.
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Auch wenn in Fig. 3 nur gezeigt und in Verbindung damit nur beschrieben ist, wie das Gehäuse 2 und der Sensordeckel 9 des Sensormoduls 6 ausgebildet sind, damit eine Fixierung bzw. Verbindung des Sensordeckels 9 und damit des Sensormoduls 6 im Gehäuse 2 bzw. mit dem Gehäuse 2 durch "Bördeln" realisierbar ist, versteht es sich von selbst, daß das - in Fig. 3 nicht dargestellte - Endstück des Näherungsschalters 1, beispielsweise als Steckeranschluß 4 bzw. als Kabelanschluß 5 ausgeführt, ebenfalls durch "Bördeln" im Gehäuse 2 fixiert bzw. mit dem Gehäuses 2 verbunden sein kann (vgl. Fig. 6 ).Even if Fig. 3 only shows and in connection with this only describes how the housing 2 and the sensor cover 9 of the sensor module 6 are designed so that a fixation or connection of the sensor cover 9 and thus the sensor module 6 in the housing 2 or with the housing 2 can be realized by "flanging", it goes without saying that the end piece of the proximity switch 1 - not shown in Fig. 3 - designed for example as a plug connection 4 or as a cable connection 5, can also be fixed in the housing 2 or connected to the housing 2 by "flanging" (see Fig. 6).
In Fig. 4 sind ein Teil des Gehäuses 2 und ein Endstück dargestellt; der Formschluß zwischen dem Gehäuse 2 und dem Endstück durch Verprägen des Gehäuses 2 realisiert worden ist. Bei dem in Fig. 4 a dargestellten Endstück handelt es sich um einen Steckeranschluß 4, während es sich bei dem in Fig. 4 b dargestellten Endstück um einen Kabelanschluß 5 handelt. Der Steckeranschluß 4 und der Kabelanschluß 5 weisen je zwei Aussparungen 20 auf, die sich im eingeschobenen Zustand des Stekkeranschlusses 4 bzw. des Kabelanschlusses 5 in das Gehäuse 2 an den Stellen 21 des Gehäuses 2 befinden, an denen das Gehäuse 2 im wesentlichen radial nach innen verformt, d. h. verprägt wird. Durch ein solches Verprägen des Gehäuses 2 in den Stekkeranschluß 4 bzw. in den Kabelanschluß 5 wird der Steckeranschluß 4 bzw. der Kabelanschluß 5 sicher fixiert und somit gegen Herausziehen und Verdrehen gesichert.In Fig. 4, a part of the housing 2 and an end piece are shown; the positive connection between the housing 2 and the end piece has been achieved by stamping the housing 2. The end piece shown in Fig. 4 a is a plug connection 4, while the end piece shown in Fig. 4 b is a cable connection 5. The plug connection 4 and the cable connection 5 each have two recesses 20 which, when the plug connection 4 or the cable connection 5 is inserted into the housing 2, are located at the points 21 of the housing 2 at which the housing 2 is essentially deformed radially inwards, i.e. stamped. By pressing the housing 2 into the plug connection 4 or the cable connection 5 in this way, the plug connection 4 or the cable connection 5 is securely fixed and thus secured against being pulled out and twisted.
Auf Aussparungen 20, wie sie in Fig. 4 a und Fig. 4 b dargestellt sind, kann jedoch auch verzichtet werden, insbesondere dann, wenn das Material des Steckeranschlusses 4 bzw. des Kabelanschlusses 5 ausreichend plastisch verformbar ist, so daß es beim Verprägen des Gehäuses 2 ohne Beschädigung verformt werden kann.However, recesses 20, as shown in Fig. 4 a and Fig. 4 b, can also be dispensed with, in particular if the material of the plug connection 4 or the cable connection 5 is sufficiently plastically deformable so that it can be deformed without damage when the housing 2 is stamped.
Fig. 5 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters 1, bei dem das Sensormodul 6 entsprechend Fig. 3 in dem Gehäuse 2 fixiert ist, d. h. ein dünnwandiger Abschnitt 14 des Gehäuses 2 nach innen verformt ist. Der Steckeranschluß 4 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 a lediglich in das Gehäuse 2 eingeschoben, während er im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 b entsprechend Fig. 4 a in dem Gehäuse 2 durch Verprägen desselben fixiert ist.Fig. 5 shows a preferred embodiment of a proximity switch 1 according to the invention, in which the sensor module 6 is fixed in the housing 2 according to Fig. 3, i.e. a thin-walled section 14 of the housing 2 is deformed inwards. In the embodiment according to Fig. 5 a, the plug connection 4 is simply pushed into the housing 2, while in the embodiment according to Fig. 5 b, according to Fig. 4 a, it is fixed in the housing 2 by stamping it.
Im Unterschied zu Fig. 2 und Fig. 3 handelt es sich bei dem in Fig. 5 dargestellten Näherungsschalter um einen solchen, bei dem das Sensormodul 6 nicht-bündig mitIn contrast to Fig. 2 and Fig. 3, the proximity switch shown in Fig. 5 is one in which the sensor module 6 is not flush with
Gesthuy sen & von Rohr -8-Gesthuy sen & von Rohr -8-
dem Gehäuse 2 abschließt. Das nicht bündige Sensormodul 6 gemäß Fig. 5 besteht aus einem vorderen Teil 22 und einem hinteren Teil 23, wobei in dem vorderen Teil 22 die Sensorspule 8 und weitere elektrische Bauelemente, insbesondere ein Abgleichwiderstand, angeordnet sind. Das vordere Teil 22 weist einen im Vergleich zum hinteren Teil 23 größeren Außendurchmesser 24 auf, um eine Sensorspule 8 mit einem möglichst großen Spulendurchmesser verwenden zu können. Hierdurch kann in der Regel ein größerer maximaler Schaltabstand erreicht werden.the housing 2. The non-flush sensor module 6 according to Fig. 5 consists of a front part 22 and a rear part 23, with the sensor coil 8 and other electrical components, in particular a balancing resistor, being arranged in the front part 22. The front part 22 has a larger outer diameter 24 than the rear part 23 in order to be able to use a sensor coil 8 with the largest possible coil diameter. This generally makes it possible to achieve a larger maximum switching distance.
Nachdem die Sensorspule 8 in dem vorderen Teil 22 des Sensormoduls 6 befestigt ist, werden das vordere Teil 22 und das hintere Teil 23 des Sensormoduls 6 vorzugsweise durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden. Anschließend wird das Sensormodul 6 in das Gehäuse 2 eingesetzt, wobei das Gehäuse 2 an seiner Innenseite einen Vorsprung 26 aufweist, der als Anschlagfläche für das hintere Teil 23 des Sensormoduls 6 dient, wodurch eine definierte axiale Positionierung des Sensormoduls 6 sichergestellt ist.After the sensor coil 8 is secured in the front part 22 of the sensor module 6, the front part 22 and the rear part 23 of the sensor module 6 are preferably connected to one another by ultrasonic welding. The sensor module 6 is then inserted into the housing 2, the housing 2 having a projection 26 on its inside that serves as a stop surface for the rear part 23 of the sensor module 6, whereby a defined axial positioning of the sensor module 6 is ensured.
Sowohl zwischen dem Sensormodul 6 bzw. dem hinteren Teil 23 des Sensormoduls 6 und dem Gehäuse 2 als auch zwischen dem Gehäuse 2 und dem Steckeranschluß 4 ist jeweils ein O-Ring 27 angeordnet, wodurch die Dichtheit des Näherungsschalters 1 zusätzlich erhöht ist. Auch ohne einen solchen O-Ring 27 oder ein anderes entsprechendes Dichtelement ist eine in normalen Fällen ausreichende Dichtheit durch die Fixierung des Sensormoduls 6 mit dem Gehäuse 2 mittels "Bördeln" und die Fixierung des Steckeranschlusses 4 in dem Gehäuse 2 mittels "Verprägen" erreicht.An O-ring 27 is arranged both between the sensor module 6 or the rear part 23 of the sensor module 6 and the housing 2 and between the housing 2 and the plug connection 4, whereby the tightness of the proximity switch 1 is further increased. Even without such an O-ring 27 or another corresponding sealing element, sufficient tightness is achieved in normal cases by fixing the sensor module 6 to the housing 2 by means of "flanging" and fixing the plug connection 4 in the housing 2 by means of "stamping".
Anstelle eines zweigeteilten, nicht-bündig mit dem Gehäuse 2 abschließenden Sensormoduls 6 kann auch ein einteiliges topfförmiges Sensormodul (siehe Fig. 8b) nichtbündig in dem Gehäuse 2 befestigt werden. Der Vorteil eines einteiligen topfförmigen Sensormoduls 6 bzw. eines einteiligen topfförmigen Sensordeckels besteht in einer längeren Kriechstrecke für in das Gehäuse 2 eindringende Flüssigkeit und Staubpartikel, wobei die Kriechstrecke zusätzlich über einen O-Ring verläuft.Instead of a two-part sensor module 6 that is not flush with the housing 2, a one-piece pot-shaped sensor module (see Fig. 8b) can also be mounted non-flush in the housing 2. The advantage of a one-piece pot-shaped sensor module 6 or a one-piece pot-shaped sensor cover is a longer creepage distance for liquid and dust particles penetrating the housing 2, with the creepage distance also running over an O-ring.
Fig. 6 zeigt einen Näherungsschalter 1 ähnlich dem Näherungsschalter 1 gemäß Fig. 2, bei dem jedoch anstelle eines Steckeranschlusses 4 ein Kabelanschluß 5 als Endstück vorgesehen ist. Das Gehäuse 2 weist an beiden Enden dünnwandige Abschnitte 14 auf, die zur Fixierung sowohl des Kabelanschlusses 5 als auch des Sensormoduls 6Fig. 6 shows a proximity switch 1 similar to the proximity switch 1 according to Fig. 2, but in which a cable connection 5 is provided as an end piece instead of a plug connection 4. The housing 2 has thin-walled sections 14 at both ends, which are used to fix both the cable connection 5 and the sensor module 6
Gesthuysen & von Rohr - 9 -Gesthuysen & von Rohr - 9 -
"gebördelt" worden sind. Im übrigen zeigt Fig. 6, daß ein hier durch den Kabelanschluß 5 hindurch geführtes Kabel 28 durch eine Zugentlastung 29 gesichert ist.have been "flanged". Furthermore, Fig. 6 shows that a cable 28 guided through the cable connection 5 is secured by a strain relief 29.
Die Fig. 7 und 8 zeigen Beispiele unterschiedlicher Endstücke (Fig. 7) bzw. unterschiedlicher Sensormodule (Fig. 8). Fig. 7 a zeigt nochmals einen Steckeranschluß 4, Fig. 7 b einen Kabelanschluß 5. Fig. 7 c zeigt wiederum einen Kabelanschluß 5, bei dem das Kabel 28 mit Hilfe einer PG-Verschraubung 30 fixiert ist. In Fig. 8 ist dargestellt einerseits - entsprechend den Fig. 1 und 3 - ein bündig mit dem Gehäuse abschließendes Sensormodul 6 (Fig. 8 a), andererseits - entsprechend Fig. 5 - ein nichtbündig mit dem Gehäuse abschließendes Sensormodul 6 (Fig. 8 b). Dabei weist das nicht-bündig mit dem Gehäuse abschließendes Sensormodul 6 einen topfförmigen Sensordeckel 9 auf, welcher vorzugsweise aus Keramik besteht.Fig. 7 and 8 show examples of different end pieces (Fig. 7) or different sensor modules (Fig. 8). Fig. 7 a again shows a plug connection 4, Fig. 7 b a cable connection 5. Fig. 7 c again shows a cable connection 5, in which the cable 28 is fixed using a PG screw connection 30. Fig. 8 shows on the one hand - corresponding to Figs. 1 and 3 - a sensor module 6 that is flush with the housing (Fig. 8 a), and on the other hand - corresponding to Fig. 5 - a sensor module 6 that is not flush with the housing (Fig. 8 b). The sensor module 6 that is not flush with the housing has a pot-shaped sensor cover 9, which is preferably made of ceramic.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines fertig montierten erfindungsgemäßen Näherungsschalters, wobei ein topfförmiges Sensormodul 6 in dem hülsenförmigen Gehäuse 2 durch Bördelung fixiert ist. Ist der Bördelwinkel oc über den Umfang des Sensormoduls 6 nicht konstant, so wird dadurch ein zusätzlicher Verdrehschutz erreicht. Der Bördelwinkel verläuft dabei vorzugsweise symmetrisch über den Umfang und variiert zwischen etwa 15° und 60°. Dadurch wird eine etwa elliptische Bördelkontur erreicht, und einandergegenüberliegende Bereiche weisen gleiche Bördelwinkel auf.Fig. 9 shows an embodiment of a fully assembled proximity switch according to the invention, where a pot-shaped sensor module 6 is fixed in the sleeve-shaped housing 2 by flanging. If the flanging angle α is not constant over the circumference of the sensor module 6, this provides additional protection against twisting. The flanging angle preferably runs symmetrically over the circumference and varies between approximately 15° and 60°. This achieves an approximately elliptical flanging contour, and opposing areas have the same flanging angle.
In Fig. 10 ist eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Näherungsschalters dargestellt, bei dem auf der Außenseite des Sensormoduls 6 ein Sägezahnring 31 angeordnet ist. Der Sägezahnring 31 besteht vorzugsweise aus Metall und ist mit Kunststoff umspritzt. Anstelle eines Sägezahnringes 31 kann auch jeder andere profilierte Ring verwendet werden. Durch die Verwendung eines profilierten Ringes kann die Verdrehsicherheit des Sensorelements 6 weiter erhöht werden. Der O-Ring 27 befindet sich zwischen dem Ende des Gehäuses 2 und dem Sägezahnring 31, um eine Korrosionsgefahr an der Verbindungsstelle Sägezahnring 31 / Gehäuse 2 zu verhindern. Natürlich kann ein solcher Sägezahnring 31 auch auf der Außenseite des Endstückes anseordnet sein, um die Verdrehsicherheit des Endstückes zu erhöhen.Fig. 10 shows an advantageous further development of the proximity switch according to the invention, in which a sawtooth ring 31 is arranged on the outside of the sensor module 6. The sawtooth ring 31 is preferably made of metal and is overmolded with plastic. Instead of a sawtooth ring 31, any other profiled ring can be used. By using a profiled ring, the anti-twisting security of the sensor element 6 can be further increased. The O-ring 27 is located between the end of the housing 2 and the sawtooth ring 31 in order to prevent a risk of corrosion at the connection point between the sawtooth ring 31 and the housing 2. Of course, such a sawtooth ring 31 can also be arranged on the outside of the end piece in order to increase the anti-twisting security of the end piece.
Claims (20)
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- 1999-02-01 DE DE29901548U patent/DE29901548U1/en not_active Expired - Lifetime
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