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Keramische Schutzabdeckung des Oszillatorteils
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eines Annäherungsschalters Die Erfindung bezieht sich auf eine keramische
Schutzabdeckung des Oszillatorteils eines Annäherungsschalters.
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Die von aussen zu beeinflussenden Oszillatoren von berührungslosen
Schaltern weisen während des Betriebes üblicherweise ein nach aussen gerichtetes,
d. h. vom Oszillatorgehäuse weg gerichtetes, Hochfrequenzfeld auf.
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Dieses Hochfrequenzfeld wird von einem, sich dem Feld nähernden, ferromagnetischen
Körper bedämpft, wobei sich das Verhalten des Oszillators verändert. In üblicher
Anordnung ist die
Oszillatorspule auf einem Ferritkern aufgewickelt
und die ganze Spule in einem hohlyzylindrischen Gehäuseteil derart untergebracht,
dass die Oszillatorspule mit ihrer Flachseite so ziemlich bündig mit dem zylinderförmigen
Gehäuseende verbunden ist. Damit das Hochfrequenzfeld aus dieser Anordnung nach
vorne in den freien Raum eindringen kann, darf eine Schutzabdeckung über diese Spule
nur aus einem elektromagnetisch transparenten Material bestehen.
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Solche Schutzabdeckungen aus Kunststoff werden dafür am meisten verwendet.
Sie sind kostengünstig herstellbar, leicht zu bearbeiten und vor allen Dingen sind
sie problemlos einzupassen und im Gehäuseteil zu befestigen. Bekannt ist allerdings
auch, dass beispielsweise bei Vorgängen der Metallbearbeitung solche Annäherungsschalter
durch heisse Metallpartikel oder durch Funken einer sukzessiven Zerstörung ausgesetzt
sind, weil die Kunststoffabdeckung dieser harten äusseren Beeinflussung nicht standhält
und die damit freigelegte, gegen mechanische Einflüsse relativ empfindliche Oszillatorspule
schliesslich auch zerstört wird.
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Durch eine deutsche Gebrauchsmusteranmeldung (DE-GM 73 07 974) wurde
bekannt, für die Oszillatorspulen von berührungslosen Schaltern abdeckende Schutzkappen
aus einem Keramikwerkstoff zu verwenden. Dieser Werkstoff bietet grosse Vorteile
in bezug auf chemische Resistenz, Korrosionsfestigkeit, Hitzebeständigkeit und bis
zu einem gewissen Grad auch gegen mechanische Belastungen, beispielsweise in Form
von Bruchsicherheit. Die bekannte Schutzkappe besteht aus einem ebenen, kreisförmigen
Flächenteil mit einem daran anschliessenden hohlzylindrischen Ueberwurfteil. Sie
ist einstückig hergestellt und gemäss den Massen des Annherungsschalters dimensioniert
oder umgekehrt; der zylindrische Gehäuseteil des Annäherungsschalters wird auf die
Dimension einer beispielsweise im Handel erhältlichen Schutzkappe abgestimmt. Der
Fachmann weiss, dass geformtes Keramikmaterial eines schwierigen Herstellungsvorganges
bedarf, und dass fertige Formteile wie solche Schutzkappen praktisch nicht mehr
nachbearbeitet werden können. Des weiteren machen sich solche Keramikschutzkappen
in der Preisgestaltung eines Annäherungsschalters ziemlich bemerkbar, da massgerechte
Keramikteile verhältnismässig teuer sind.
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Die keramischen Schutzkappen werden zu ihrer Befestigung beispielsweise
in die hohlzylindrischen Annäherungsschaltergehäuse eingekittet. Da solche Annäherungsschalter
oft erheblichen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, ist es wichtig, wegen der
sehr verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten der beiden verwendeten Materialien,
also Keramik und Metall, eine genügende Masstoleranz vorzusehen, die dann mit einem
Pufferstoff, beispielsweise Leim oder Kitt, aufgefüllt wird. Auf diese Weise einen
feuchtigkeitsdichten Abschluss zu schaffen, ist beinahe unmöglich, da gerade durch
Temperaturschwankungen und Diffusionsvorgänge ein ständiger Ausgleich von Feuchtigkeit
durch die selbst Feuchtigkeit aufnehmende Puffermasse vorhanden ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Keramikabdeckung der Oszillatorspule
zu schaffen, die die geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist.
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Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebene Erfindung
gelöst.
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Die Figuren la und 1b zeigen den vorderen Teil
eines
Annäherungsschalters mit einer Abdeckung gemss der Erfindung in geschnittener Darstellung
und ebenso im Schnitt die Keramikschutzabdeckung gemäss der Erfindung Der in Figur
1a dargestellte vordere Teil des induktiven Schalters besteht aus einem vorzugsweise
hohl zylindrischen Gehäuseteil 1 und darin eingeschoben einem Ferritkern 5 zur Aufnahme
der nach aussen wirkenden Oszillatorspule. Uebersichtshalber wurde die Oszillatorspule
nicht abgebildet, es ist aber in diesem Fall eine konzentisch zum den inneren Kern
5' des Ferritteils gewundene, im Hohlraum 7 liegende Spule. Der hohlzylindrische
Gehäu seteil 1 weist im Umfang der Innenseite an seinem äusseren Ende eine Absetzung
3 zur Aufnahme der Keramikabdeckung gemäss der Erfindung auf. Diese Keramikabdeckung
gemaß der Erfindung ist in Figur Ib dargestellt, und zwar im Schnitt gezeichnet
eine in die Ausnehmung 3 passende, kreisrunde Keramikscheibe 10, die im Oszillatorgehäuse
1 zu befestigen ist.
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Zur Befestigung der Keramikabdeckung im Sicherheitsschalter bzw.
im Oszillatorgehäuse wird nun nicht eine Kitt- oder Leimmasse verwendet, sondern
es ist als
Befestigungs- und Puffermasse eine Metall-Legierung vorgesehen,
die sich einerseits adäquat verlöten lässt und andererseits die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten
der Keramikscheibe und des Metallgehäuses auszugleichen helfen.
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Die in die richtige Dimension geschnittene Keramikscheibe erhält
an ihrem Umfang, und zwar aussen an der peripheren Schmalseite sowie auf einer der
daran anschliessenden Flachseiten,eine an der genannten Peripherie verläufende Metallbeschichtung
15 bzw. 15'. Dabei ist es wichtig, dass die auf die Flachseite aufgebrachte Metallbeschichtung
15' nicht so weit gegen das Zentrum der Scheibe ausgedehnt wird, dass diese Beschichtung
durch ihr Ausmass den Oszillator bedämpfen würde. Der metallische Belag in der dargestellten
L-Form 15, 15' wird deshalb so gewählt, weil eine ganze Anzahl Versuche zeigte,
dass nur auf diese Weise eine hermetische und gegen Haarrisse in der Lötverbindung
taugliche Abdichtung geschaffen werden kann. Das Beschichten der Keramikteile mit
einem Metallüberzug geschieht in einem bekannten Verfahren dieser Art.
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In Figur 1a ist zur besseren Darstellung nur
eine
Seite der Schnittzeichnung einer Lötstelle 12 versehen, während die andere Seite
an der Stelle A lediglich die Formgebung der Ausnehmung 3 zur Keramikplatte 10 zeigt,
d. h. die Lötstelle 12 ist zeichnerisch absichtlich weggelassen worden. Der Lötvorgang
schliesslich ist je nach Wahl der Pufferlegierung eine Hart- oder eine Weichlötung.
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