DE4407967C2 - Elektronische Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 29 28 667 C2 bekannt. Diese Vorrichtung besteht aus einer in einem Gehäuse angeordneten modularen Schaltungsanordnung. Das Gehäuse ist mit einem Deckel abschließbar. Im Randbereich des Deckels ist eine Nut vorgesehen, in welche eine elastische Dichtung eingelegt wird. Der Deckel wird auf das Gehäuse aufgesetzt und mit diesem verschraubt, wobei der über den Deckel hervorstehende Teil der Dichtung gegen eine Anlagefläche am Gehäuse gedrückt wird.

Aus der DE 40 33 963 C2 ist eine Kabeldose mit einer topfartigen Dose aus Kunststoff und einem auf diese aufsetzbaren Deckel bekannt. Zwischen dem Mündungsrand der Dose und dem Deckel ist die Dichtung angeordnet. Dabei ist die aus thermoplastischem Kautschuk bestehende Dichtung an den Mündungs­ rand der Dose angespritzt.

Zudem erstreckt sich das Dichtungsmaterial in Form von Streifen zu Durch­ stecknippeln, welche als Kabeleinführung dienen.

Aus der EP 0 237 083 B1 ist eine Vorrichtung bekannt die beispielsweise von einer Lichtschranke gebildet sein kann. Diese weist als Sensorelement einen Sendelichtstrahl emittierenden Sender, einen Empfänger und eine Auswerteelek­ tronik auf. Diese Komponenten sind in einem Gehäuse untergebracht. Das Gehäuse besteht aus mehreren Gehäuseteilen, die über Verriegelungselemente verbunden werden. Beispielsweise besteht ein Gehäuseteil aus einem Hauptrah­ men, auf den bei der Montage ein Deckel aufgesetzt wird. Hierzu weist der Hauptrahmen Führungsrillen auf, auf die am Gehäusedeckel angeordnete Führungsschienen aufgeschoben werden.

Derartige mechanische Verbindungen von Gehäuseteilen können eine Abdich­ tung der Nahtstellen zwischen den Gehäuseteilen nur durch einen relativ hohen Anpreßdruck gewährleisten. Aufgrund von Bauteiltoleranzen verbleiben jedoch selbst bei hohem Anpreßdruck undichte Stellen. Um dennoch eine effiziente Ab­ dichtung zu erzielen, können Nahtstellen verklebt oder verschweißt werden. Dies erfordert jedoch einen zusätzlichen Arbeitsgang bei der Fertigung der Vorrich­ tungen und verursacht eine Erhöhung der Herstellkosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit möglichst geringem Kosten- und Arbeitsaufwand ab­ zudichten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgesehen. Zweckmäßige Weiterbildungen und vorteilhafte Aus­ führungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 1-11 beschrieben.

Zur Verbindung der beiden Gehäuseteile der Vorrichtung weist ein Gehäuseteil eine Nut und das andere Gehäuseteil einen in die Nut greifenden Vorsprung auf.

Zur Abdichtung der Nahtstelle zwischen den Gehäuseteilen ist der Vorsprung mit einem elastischen Material beschichtet.

Erfindungsgemäß ist nicht nur der Bereich der Nut sondern die gesamte daran anschließende Außenwand des Gehäuses mit dem elastischen Material beschichtet.

Dadurch ergibt sich vorteilhaft eine hohe Griffigkeit der beschichteten Außenwand des Gehäuses, was die Handhabung der Vorrichtung erleichtert.

Da sich die elastische Materialschicht nicht nur über den Bereich des Vor­ sprungs sondern über die gesamte Außenwand erstreckt, wird zudem der Halt des elastischen Materials an der Gehäuseoberfläche erheblich verbessert.

Zweckmäßigerweise bestehen die Gehäuseteile aus formstabilen glasfaserver­ stärktem Kunststoff und das elastische Material aus Styrol-Etylen-Butylen-Styrol. Die Fertigung kann daher vorteilhafterweise in einem Spritzgußverfahren erfol­ gen, wobei die Gehäuseherstellung und die Beschichtung des Gehäuses mit einem hierfür geeigneten Zweikomponenten-Spritzgußwerkzeug kostengünstig in zwei aufeinander folgenden Spritzgieß-Prozessen erfolgen kann. Damit ist eine besonders wirtschaftliche Herstellung des Gehäuses gewährleistet.

Da die Aufnahmeteile einen Kern aus formstabilem Kunststoffmaterial aufweisen und lediglich deren Oberfläche mit einer elastischen Schicht überzogen ist, wei­ sen die Aufnahmeteile eine hohe Stabilität auf und gewährleisten eine form­ schlüssige Passung der ineinandergreifenden Aufnahmeteile, wodurch eine feste Verbindung der Gehäuseteile gewährleistet ist.

Durch den Anpreßdruck zwischen den Aufnahmeteilen verformt sich die elasti­ sche Schicht und gewährleistet auf diese Weise eine sichere Abdichtung. Die elastische Schicht weist zweckmäßigerweise eine ebene, formstabile Oberfläche auf, die weitgehend gegen elektrostatische Aufladungen geschützt ist.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 Einen Längsschnitt durch eine optoelektronische Vorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 längs der mit B gekennzeichneten Linie,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 2 dargestellten Gehäuse­ wand,

Fig. 4 ein Detail der Gehäusewand nach Fig. 3 in vergrößerter Darstel­ lung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 längs der mit A gekennzeichneten Linie.

In den Zeichnungen ist eine elektronische Vorrichtung 1 mit einem in einem Gehäuse 2 integrierten Sensorelement dargestellt. Im vorliegenden Ausführungs­ beispiel ist die elektronische Vorrichtung 1 als Lichtschranke ausgebildet. Das Sensorelement weist einen Sender 3 auf, der einen nicht dargestellten Sende­ lichtstrahl emittiert. Der Sendelichtstrahl wird durch eine Sendeoptik 4 kolli­ miert.

Der Sendelichtstrahl tritt über ein im Gehäuse 2 integriertes Austrittsfenster 5 aus der Vorrichtung 1 aus. Das von einem Objekt reflektierte Empfangslicht ge­ langt über das Austrittsfenster 5 auf eine Empfangsoptik 6, die den Empfangs­ lichtstrahl auf den Empfänger 7 fokussiert. Vorzugsweise ist der Sender 3 von einer Leuchtdiode und der Empfänger 7 von einer Fotodiode oder einem Foto­ transistor gebildet.

Der Sender 3 und die Sendeoptik 4 sowie der Empfänger 7 und die Empfangs­ optik 6 sind jeweils in einem Tubus 8, 9 untergebracht, welcher an der Innen­ wand des Gehäuses 2 befestigt ist.

Der Sender 3 und der Empfänger 7 sind über Anschlüsse 10, 11 an eine Aus­ werteelektronik angeschlossen. Die Auswerteelektronik ist vorzugsweise auf Leiterplatten 12, 13 integriert (Fig. 2). Der Tubus 8, 9 wird mit den Leiterplat­ ten 12, 13 zu einer Baueinheit verbunden und als solche in das Gehäuse 2 ein­ gebracht und an den Innenwänden des Gehäuses 2 befestigt. An diese Leiter­ platten 12, 13 sind eine Einstellvorrichtung 15 und ein Stecker 16 angeschlos­ sen. Der Stecker 16 dient zum Anschluß eines Kabels zur Stromversorgung der Lichtschranke. Die Einstellvorrichtung 15 dient zur Einstellung der Ansprech­ empfindlichkeit der Lichtschranke. Sie besteht aus einem Bedienelement 17, einem Mitnehmer 18 und einem Potentiometer 19.

Das Bedienelement 17 besteht aus einer verstellbaren Schraube. Durch Drehen der Schraube wird über den Mitnehmer 18 die Einstellung des Widerstandes des Potentiometers 19 geändert. Der Widerstand des Potentiometers 19 wird als Ein­ gangsgröße der Auswerteelektronik zugeführt. Dort wird die Ansprechempfind­ lichkeit der Lichtschranke in Abhängigkeit des Widerstandswerts eingestellt.

Das Gehäuse 2 besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff, vorzugsweise Acryl­ nitril-Butadien-Styrol und wird in einem Spritzgußverfahren hergestellt. Wie ins­ besondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, besteht das Gehäuse 2 aus zwei Ge­ häuseteilen 20, 21. Die Montage des Gehäuses 2 wird so durchgeführt, daß die oben beschriebene Baueinheit, in der auch der Stecker 16 integriert ist in die Gehäuseteile 20, 21 eingesetzt werden und danach die Gehäuseteile 20, 21 in­ einander gesteckt werden.

Hierzu sind an den Gehäuseteilen 20, 21 Aufnahmeteile vorgesehen, die beim Zusammenfügen der Gehäuseteile 20, 21 formschlüssig ineinandergreifen. Je­ weils eines der Aufnahmeteile ist mit einem elastischen Material 22 beschichtet.

Das elastische Material besteht aus Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol und ist durch Adhäsionskräfte an der Oberfläche der Aufnahmeteile gehalten. Beim Ineinan­ derstecken der Gehäuseteile 20, 21 verformt sich das elastische Material 22 un­ ter dem einwirkenden Anpreßdruck und wird so gegen das zweite Aufnahmeteil gedrückt, daß das Gehäuse 2 dicht verschlossen ist. Demzufolge sind weitere Arbeitsvorgänge zum Abdichten des Gehäuses 2 gegen Eindringen von Ver­ schmutzungen überflüssig.

Die an den Rändern eines Gehäuseteils 20 angeordneten Aufnahmeteile sind von Nuten 23 gebildet, die einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufwei­ sen. In diese Nuten 23 greifen von den Rändern des zweiten Gehäuseteils 21 als Vorsprünge 24 ausgebildete Aufnahmeteile. Die Dicke der Vorsprünge 24 ist kleiner als die Dicke der Wände des Gehäuseteils 21.

Dadurch entstehen beiderseits der Vorsprünge 24 angeordnete Schultern 25, die von den mit dem elastischen Material 22 beschichteten Rändern des Gehäuse­ teils 21 gebildet sind. Bei in die Nut 23 des ersten Gehäuseteils 20 greifendem Vorsprung 24 sitzt der Rand des zweiten Gehäuseteils 21 mit den Schultern 25 auf dem Rand des ersten Gehäuseteils 20 auf.

Da die Vorsprünge 24 und die Schultern 25 jeweils mit dem elastischen Materi­ al 22 beschichtet sind, liegt das elastische Material 22 in mehreren Ebenen auf der Oberfläche der Nut 23 auf, so daß über eine große, in verschiedenen Ebenen angeordnete Fläche eine Dichtwirkung erzielt wird. Auf diese Weise wird eine besonders effiziente Abdichtung des Gehäuses 2 erzielt.

Der Querschnitt der Vorsprünge 24 ist an den Querschnitt der Nuten 23 ange­ paßt, verjüngt sich jedoch zu seinem freien Ende hin in geringem Umfang (Fig. 4). Dadurch wird das Einführen des Vorsprungs 24 in die Nut 23 erleich­ tert.

Ferner weist die Nut 23 in der Mitte des Bodens eine kleine V-förmige Vertie­ fung auf. Damit wird erreicht, daß beim Einführen des Vorsprungs 24 in die Nut 23 sowohl am Boden als auch an den Seitenwänden der Nut 23 ein geringer Zwischenraum zwischen der elastischen Materialschicht 22 am Vorsprung 24 und den Wänden der Nut 23 verbleibt. Beim weiteren Eindrücken des Vor­ sprungs 24 in die Nut 23 kann das unter dem Anpreßdruck stehende elastische Material 22 in die verbleibenden Zwischenräume ausweichen. Auf diese Weise werden Reibungskräfte, die das Einführen des Vorsprungs 24 in die Nut 23 erschweren minimiert und der Anpreßdruck der elastischen Materialschicht auf die Wände der Nut 23 gleichmäßig verteilt.

Zweckmäßigerweise ist die elastische Materialschicht 22 nicht nur im Bereich der Vorsprünge 24 sondern auch daran anschließend an der Außenwand und ge­ gebenenfalls an der Innenwand des Gehäuseteils 21 angebracht.

Alternativ ist das elastische Material 22 in eine im Innern der Gehäusewand an­ geordnete, parallel zur Längsrichtung der Gehäusewand verlaufende Vertiefung 26 eingebracht. In jedem Fall bildet die elastische Materialschicht an der Ober­ fläche des Gehäuseteils eine zusammenhängende Oberflächenschicht.

Dies ist insbesondere für die Herstellung des Gehäuses 2 vorteilhaft, da die ela­ stische Materialschicht in einem Spritzgußverfahren auf das Gehäuse 2 aufge­ bracht wird. Um einen kontinuierlichen, regelmäßigen Fließprozeß des Materials 22 während des Spritzgießens zu gewährleisten, ist es notwendig, daß die aufzu­ tragende Schicht räumlich zusammenhängend angeordnet ist.

Insbesondere ist vorteilhaft, daß die elastische Materialschicht nicht nur im eng begrenzten Bereich der Vorsprünge 24 angebracht wird. Da die elastische Materialschicht nur über Adhäsionskräfte an der Gehäuseoberfläche gehalten ist, wird durch die hinreichend großflächige Beschichtung ein guter Halt der ela­ stischen Materialschicht an der Gehäuseoberfläche erzielt.

Ferner ist vorteilhaft, daß durch die regelmäßige Ausgestaltung der Material­ schicht an der Außenwand des Gehäuses 2 Schmutzablagerungen vermieden werden. Gleichzeitig wird durch die Beschichtung der Gehäuseoberfläche eine gute Griffigkeit der Oberfläche erzielt.

Um die Stabilität der Verbindung zwischen den Gehäuseteilen 20, 21 zu verbes­ sern, sind an den Innenwänden der Gehäuseteile 20, 21 Verriegelungsteile ange­ ordnet. Die Wand des ersten Gehäuseteils 20 weist hierfür eine Ausnehmung 27 auf, in die ein von der Innenwand des zweiten Gehäuseteils 21 in das Innere des Gehäuses 2 hervorstehender Vorsprung 28 ragt. Da das Gehäuse 2 aus Kunst­ stoff besteht, ist die Innenwand des ersten Gehäuseteils 20 aufgrund ihrer relativ geringen Dicke leicht biegbar. Beim Zusammenfügen der Gehäuseteile 20, 21 wird die Innenwand des ersten Gehäuseteils 20 durch den Vorsprung 28 am zweiten Gehäuseteil 21 zurückgebogen, bis der Vorsprung 28 in die Ausneh­ mung 27 einrastet und so die Gehäuseteile 20, 21 fixiert. Zweckmäßigerweise sind an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 2 mehrere Verriegelungsele­ menten vorgesehen.

Um einen sicheren Halt der Gehäuseteile 20, 21 zu gewährleisten, muß der Vor­ sprung 28 in der Ausnehmung 27 formschlüssig ohne Spiel verankert sein.

Demzufolge ist in diesem Bereich keine elastische Materialschicht aufgebracht. Zweckmäßigerweise ist daher im Bereich der Verriegelungselemente die elasti­ sche Materialschicht nicht an der Innenwand des Gehäuseteils 21 sondern in der im Innern der Wand des Gehäuseteils 21 verlaufenden Vertiefung 26 ange­ bracht.

Das Austrittsfenster 5 ist in mit dem elastischen Material 22 beschichteten Aus­ nehmungen 29 im Gehäuse 2 gelagert. Somit ist auch die Nahtstelle zwischen Gehäuse 2 und Austrittsfenster 5 abgedichtet.

Schließlich ist in der Gehäusewand jeweils ein Loch zur Aufnahme der Einstell­ vorrichtung 15 und des Steckers 16 vorgesehen (Fig. 1 und 5). An den Rändern der Löcher ist jeweils ein in das Loch ragender Vorsprung 30, 31 angeordnet. Der Vorsprung 30, 31 und die daran anschließende Gehäusewand sind mit dem elastischen Material 22 beschichtet.

Der zur Aufnahme des Steckers 16 vorgesehene Vorsprung 31 und die Be­ schichtung erstrecken sich über die gesamte Breite der Gehäusewand. Die Um­ randung des Lochs ist somit von einer in axialer Richtung verlaufenden ebenen Fläche gebildet. Bei der Montage des Steckers 16 kann dieser entlang der ebe­ nen Fläche verschoben werden.

Der zur Aufnahme der Einstellvorrichtung 15 vorgesehene Vorsprung 30 ist an der Innenwand des Gehäuses 2 angeordnet. Die Gehäusewand und der Vor­ sprung 30 bilden eine entlang des Randes des Loches verlaufende Schulter 32, auf der das Bedienelement 17 aufsitzt.

Claims (11)

1. Elektronische Vorrichtung mit einem einen Sendestrahl emittierenden und/oder empfangenden Sensorelement, welches in einem aus wenigstens zwei Gehäuseteilen bestehenden Gehäuse integriert ist, wobei die Gehäuseteile durch wenigstens eine Nut und einen Vorsprung form­ schlüssig verbunden sind und wobei ein Gehäuseteil eine Gehäusewand aufweist, auf deren Rand der Vorsprung aufsitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewand an ihrer Außenseite und der Rand mit dem Vorsprung (24) mit einem elastischen Material beschichtet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (23) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und der Querschnitt des Vorsprungs (24) sich zu einem freien Ende hin verjüngt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (24) auf dem Rand einer Gehäusewand aufsitzt, wobei die Dicke der Gehäusewand größer als die Dicke des Vorsprungs (24) ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewand an ihrer Innenseite mit dem elastischen Material (22) beschichtet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Gehäusewand eine am Vorsprung (24) ausmündende, in Längsrichtung der Gehäusewand verlaufende Vertiefung (26) vorgesehen ist, in die das elastische Material (22) eingebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an verschiedene Wandteile einer Wand eines Gehäuseteiles (21) angebrachten elastischen Materialschichten eine zusammenhängende Oberflächenschicht bilden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (20, 21) Verriegelungselemente aufweisen, die beim Zusammenfügen der Gehäuseteile (20, 21) ineinandergreifen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) ein Austrittsfenster (5) aufweist, welches in mit dem elastischen Material (22) beschichteten Ausnehmungen (29) in den Gehäuseteilen (20, 21) gelagert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Gehäusewand jeweils ein Loch zur Aufnahme einer Einstellvor­ richtung (15) und eines Steckers (16) vorgesehen ist, wobei am Rand der Gehäusewand ein in das Loch ragender Vorsprung (30, 31) angeordnet ist, und wobei die Gehäusewand an ihren Außenseiten mit dem elastischen Material (22) beschichtet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material (22) aus Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol besteht.