DE4432468C1 - Näherungsschalter und ein Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Näherungsschalter mit einem rohrförmigen Gehäuse und mit einem Sensorelement, das innerhalb einer Endkappe angeordnet und mittels einer ersten Vergußmasse darin befestigt ist, wobei die Endkappe eine Stirnwand des Gehäuses bildet und wobei der Näherungsschalter eine zweite, das Gehäuse füllende und bis zur Endkappe rei­ chende Vergußmasse enthält.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Näherungsschalters, der ein rohr­ förmiges Gehäuse, eine elektrische Schaltung und ein mittels der ersten Vergußmasse in einer Endkappe vorvergossenes Sensorelement aufweist.

Ein gattungsgemäßer Näherungsschalter ist aus der DE 40 23 792 A1 bekannt. Hier ist ein Schalenkern und eine Spule in einem als Endkappe fungierenden Topf in einer ersten Vergußmasse eingegossen. Der so vorvergossene Topf wird zusam­ men mit einem Hybrid und einem beide elektrisch verbindenden Kabel in einer zweigeteilten Spritzgießform mit einer zweiten Vergußmasse vergossen. Nach Aushärten wird die Einheit in ei­ ne Befestigungshülse als Gehäuse des Näherungsschalters ein­ geschoben. Endseitig ist die Befestigungshülse durch einen Deckel abgedichtet. Durch verbleibende Spalte zwischen dem Topf und der Befestigungshülse können störende Medien, vor allem Flüssigkeiten, eindringen, die dann leicht an die Trennfläche zwischen der ersten Vergußmasse um das Sensorele­ ment, d. h. der Spule, und der zweiten Vergußmasse gelangen können. Dort besteht die Gefahr einer negativen Beeinflussung der elektrischen Daten des Sensorelements, des Vorvergusses, einer mit dem Sensorelement verbundenen Oszillatorschaltung sowie der Verbindungsleitungen zwischen dieser und dem Sen­ sorelement, die zum Versagen des Näherungsschalters führen kann. Tritt bei einem solchen Näherungsschalter die beschrie­ bene negative Beeinflussung auf, können teure konstruktive Änderungen zu ihrer Beseitigung erforderlich werden.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Nähe­ rungsschalter der oben genannten Art bereit zustellen, bei dem auf einfache und kostengünstige Weise eine Abdichtung gegen Flüssigkeiten von außen gewährleistet ist. Weiterhin soll ein einfaches Herstellungsverfahren eines solchen Näherungsschal­ ters ermöglicht werden.

Erfindungsgemäß wird die erste Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Rohrstück aus Isolierstoff teilweise in der ersten Ver­ gußmasse steckt, daß das Rohrstück über den Rand der Endkappe auf der der Stirnwand abgewandten Seite übersteht und in die­ sem überstehenden Bereich der Zwischenraum zwischen dem Rohr­ stück und dem Gehäuse sowie der Innenraum des Rohrstücks mit einer zweiten Vergußmasse gefüllt ist und daß im Innenraum des Rohrstücks eine Trennfläche zwischen der ersten Verguß­ masse und der zweiten Vergußmasse besteht. Dies schließt Lö­ sungen ein, bei denen das Rohrstück mittels Preßpassung mit der Endkappe zusammengefügt ist.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Un­ teransprüchen 2 bis 6 zu entnehmen.

Vorteilhafterweise sind Verbindungsleitungen zwischen dem Sensorelement und einer im Gehäuse angeordneten elektrischen Schaltung durch das Rohrstück geführt. Auf diese Weise wird eine gute Abdichtung der Verbindungsleitungen erreicht.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein mit der ersten Vergußmasse ge­ füllter Zwischenraum zwischen dem Rohrstück und der Endkappe besteht, der insbesondere als Spalt ausgebildet ist, da dann die durch Flüssigkeiten von außen gefährdete Trennfläche zwi­ schen der ersten Vergußmasse und der zweiten Vergußmasse auf einen schmalen Bereich begrenzt bleibt. Für Fälle, in denen nur die Abdichtung der Verbindungsleitungen im Vordergrund steht, kann das Rohrstück mit kleinem Außendurchmesser unter Bildung eines größeren Zwischenraums zur Endkappe hin ausge­ führt werden.

Es erweist sich als besonders zweckmäßig, wenn das Rohrstück in seinen Außenmaßen zur elektrischen Schaltung hin sich ver­ jüngend ausgebildet ist, da dann auch genügend Raum zur Un­ terbringung einer zusätzlich um die Schaltung angeordneten Isolierfolie besteht. Aufgrund dieser Ausführung kann die Isolierfolie ungehindert von der Seite der elektrischen Schaltung aus in das Gehäuse eingeführt werden.

Eine wesentliche Vereinfachung für die Herstellung des Nähe­ rungsschalters ergibt sich, wenn das Rohrstück mit Aussparungen oder Vorsprüngen zur Führung oder Halterung der Schaltung und/oder des Sensor­ elements versehen ist. Die das Herstellungsverfahren betref­ fende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Vorverguß des Sensorelements in der Endkappe zunächst in die noch nicht ausgehärtete erste Vergußmasse ein Rohrstück eingedrückt wird, das Rohrstück dann über den Rand der End­ kappe übersteht, und daß danach in einem weiteren Schritt das Gehäuse, nachdem dieses mit der Endkappe und der Schaltung zusammengefügt ist, mit der zweiten Vergußmasse derart aus­ gefüllt wird, daß im überstehenden Bereich der Zwischenraum zwischen dem Rohrstück und dem Gehäuse mit der zweiten Ver­ gußmasse gefüllt wird und wobei das Rohrstück so dimensio­ niert ist, daß sein Innenraum mit der zweiten Vergußmasse gefüllt wird und zwischen dieser und der ersten Vergußmasse eine Trennfläche gebildet wird.

Durch das Eindrücken des Rohrstücks in die erste Vergußmasse wird eine dichtende Verbindung zwischen beiden erreicht, die insbesondere ein Vordringen von Flüssigkeit bis hin zu Ver­ bindungsleitungen erschwert, die im Bereich der Trennfläche zwischen der ersten Vergußmasse und der zweiten Vergußmasse vom Rohrstück umgeben sind.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn zur besseren Anbindung der Gießmassen die Oberfläche des Rohrstücks zumindest teilweise vorbehandelt ist.

Im folgenden werden anhand einer Zeichnung Ausführungsbei­ spiele der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1, 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Näherungsschalter.

Fig. 3 zeigt eine besondere Bauform eines Rohrstücks des Näherungsschalters nach Fig. 1.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des Rohrstücks in Fig. 1 mit besonderen Mitteln zur Führung und Halterung darge­ stellt.

Der erfindungsgemäße Näherungsschalter 1 gemäß Fig. 1 weist ein rohrförmiges Gehäuse 2, eine Endkappe 3 mit einem darin befestigten Sensorelement 4 und mit einem Rohrstück 5 aus Isolierstoff und eine elektrische Schaltung 6, z. B. eine Oszillatorschaltung, auf, die über Verbindungsleitungen 7 mit dem Sensorelement 4 verbunden ist.

Das Sensorelement 4, z. B. eine Spule, ist mittel einer ersten Verguß­ masse 8 in der Endkappe 3 vorvergossen, die mit ihrem Ab­ schluß eine Stirnwand 10 des Gehäuses 2 bildet. Die Endkappe 3 ist unter Bildung eines engen Spaltes in das rohrförmige Gehäuse eingeschoben. In der ersten Vergußmasse 8 steckt das Rohrstück 5 aus Isolierstoff, dessen Außenmaß geringfügig kleiner oder maximal gleich dem Innenmaß der Endkappe 3 ist. Das Rohrstück 5 steht auf der der Stirnwand 10 abgewandten Seite über den Rand der Endkappe 3 über. Die Verbindungslei­ tungen 7 zwischen dem Sensorelement 4 und der im Gehäuse 2 angeordneten Oszillatorschaltung 6 sind durch das Rohrstück 5 geführt. Der Innenraum des Gehäuses 2 ist unter Einbettung der Oszillatorschaltung 6 mit einer zweiten Vergußmasse 12 ver­ gossen, wobei auch der Zwischenraum 13 zwischen dem Gehäuse 2 und dem Rohrstück im überstehenden Bereich ausgefüllt ist und damit eine beständige Abdichtung gegenüber Flüssigkeiten, die möglicherweise in den Spalt zwischen der Endkappe und dem Ge­ häuse 2 eindringen, erzielt wird. Dabei ist der Stirnwand 10 nächstliegende Trennfläche 14 zwischen der ersten Vergußmasse 8 und der nachträglich zugefügten zweiten Vergußmasse 12 im Innenraum durch das zusätzliche Rohrstück 5 auf einen schmalen Bereich begrenzt.

Gemäß Fig. 2 ist der Durchmesser des die Verbindungsleitungen 7 umgebenden Rohrstücks 5 relativ klein, so daß sich ein gro­ ßer Zwischenraum 11 zwischen dem Rohrstück 5 und der Endkappe 3 ergibt. Die Verwendung des Rohrstücks 5 zielt in diesem Fall besonders auf die Abdichtung der Verbindungsleitungen 7 gegenüber von außen in den Näherungsschalter unter Umständen eindringenden Flüssigkeiten ab.

Für den Fall, daß von der Seite der Oszillatorschaltung 6 zusätzliche Isolierfolien 15 eingeführt werden, erweist es sich als vorteilhaft, das Rohrstück 5 in seinen Außenmaßen zur Oszillatorschaltung 6 hin konisch verjüngend auszubilden, wie es in Fig. 3 wiedergegeben ist.

Das Rohrstück 5 kann auch mit Aussparungen 16 oder Vorsprün­ gen 17 versehen sein, die eine Führung oder Halterung der Oszillatorschaltung 6 und/oder des Sensorelements 4 ermög­ lichen (siehe Fig. 4).

Der Näherungsschalter nach Fig. 1, und Fig. 2 wird erfindungs­ gemäß hergestellt, in dem nach dem Vorverguß des Sensorele­ ments 4 in der Endkappe 3 in die noch nicht ausgehärtete erste Vergußmasse 8 das in seinen Abmessungen an die Endkappe 3 an­ gepaßte Rohrstück 5 aus Isolierstoff eingedrückt wird. Zur besseren Anbindung der Gießmassen kann das Rohrstück 5 struk­ turiert, aufgerauht oder aktiviert ausgeführt sein. Nach Ein­ führen der Endkappe 3 zusammen mit dem vorvergossenen Sensor­ element 4 und dem Rohrstück 5 sowie der über Verbindungslei­ tungen 7 mit dem Sensorelement 4 elektrisch verbundenen Oszillatorschaltung 6 in das Gehäuse 2 wird dessen Innenraum mit weiterer zweiter Vergußmasse 12 ausgefüllt. Dabei wird auch der Zwischenraum 13 zwischen dem Gehäuse 2 und dem Rohrstück 5 in seinem überstehenden Bereich ausgefüllt. Die Verbindungslei­ tungen 7 sind dabei durch das Rohrstück 5 geführt. Das Rohr­ stück 5 ist so dimensioniert, daß sein Innenraum beim Verguß des Gehäuses 2 mit Vergußmasse 12 gefüllt wird. Dabei bildet sich im Innenraum des Rohrstücks 5 eine Trennfläche zwischen der ersten Vergußmasse 8 und der zweiten Vergußmasse 12.

Claims (8)

1. Näherungsschalter mit einem rohrförmigen Gehäuse (2) und mit einem Sensorelement (4), das innerhalb einer Endkappe (3) angeordnet und mittels einer ersten Vergußmasse (8) darin be­ festigt ist, wobei die Endkappe (3) eine Stirnwand (10) des Gehäuses (2) bildet und wobei der Näherungsschalter (1) eine zweite das Gehäuse (2) füllende und bis zur Endkappe (3) reichende Vergußmasse (12) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrstück (5) aus Isolierstoff teilweise in der ersten Vergußmasse (8) steckt, daß das Rohrstück (5) so dimensioniert ist, daß es über den Rand der Endkappe (3) auf der der Stirnwand (10) abgewandten Seite übersteht und in diesem überstehenden Bereich der Zwischenraum (13) zwischen dem Rohrstück (5) und dem Gehäuse (2) sowie der Innenraum des Rohrstücks (5) mit der zweiten Vergußmasse (12) gefüllt ist und daß im Innenraum des Rohr­ stücks (5) eine Trennfläche zwischen der ersten Vergußmasse (8) und der zweiten Vergußmasse (12) besteht.

2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenwand des Rohrstücks (5) und der Innenwand der Endkappe (3) ein mit der ersten Vergußmasse (8) gefüllter Zwischenraum (11) be­ steht.

3. Näherungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsleitungen (7) zwischen dem Sensorelement (4) und einer im Gehäuse (2) ange­ ordneten elektrischen Schaltung (6) durch das Rohrstück (5) geführt sind.

4. Näherungsschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem Rohrstück (5) und der Endkappe (3) als Spalt (11) ausgebildet ist.

5. Näherungsschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (5) in seinen Außenmaßen zur elektrischen Schaltung (6) hin sich verjüngend ausgebildet ist.

6. Näherungsschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr­ stück (5) mit Aussparungen (16) oder Vorsprüngen (17) zur Führung oder Halterung der Schaltung (6) und/oder des Sensor­ elements (4) versehen ist.

7. Verfahren zum Herstellen eines Näherungsschalters, der ein rohrförmiges Gehäuse (2), eine elektrische Schaltung (6) und ein mittels einer ersten Vergußmasse (8) in einer Endkappe (3) vorvergossenes Sensorelement (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vorverguß des Sensorelements (4) in der Endkappe (3) zunächst in die noch nicht ausgehärtete erste Vergußmasse (8) ein Rohrstück (5) eingedrückt wird, das Rohrstück (5) dann über den Rand der Endkappe (3) übersteht, und daß danach in einem weiteren Schritt das Gehäuse (2), nachdem dieses mit der Endkappe (3) und der Schaltung (6) zusammengefügt ist, mit einer zweiten Vergußmasse (12) derart ausgefüllt wird, daß im überstehenden Bereich der Zwischenraum (13) zwischen dem Rohrstück (5) und dem Gehäuse (2) mit der zweiten Vergußmasse (12) gefüllt wird und wobei das Rohrstück (5) so dimensioniert ist, daß sein Innenraum mit der zweiten Vergußmasse (12) gefüllt wird und zwischen dieser und der ersten Vergußmasse (8) eine Trenn­ fläche gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur besseren Anbindung der Gießmassen die Oberfläche des Rohrstücks (5) zumindest teilweise vorbe­ handelt ist.