DE9202969U1 - Elektronischer Sensor - Google Patents

Description

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Dr.Ing.M.Held

Zugelassene Vertreter Patentanwälte ■ Lange Straße 51 ■ D-7000 Stuttgart 1 beim Europäischen Patentamt

Reg.-Nr. 127 578

25. Februar 1992/3344

Euchner & Co . 7022 Leinfelden-Echterdingen

Elektronischer Sensor

Die Erfindung betrifft einen elektrisch isolierten Sensor, insbesondere einen berührungslos arbeitenden Näherungsschalter, mit einem metallischen Gehäuse, das die elektronischen Bauteile gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert enthält.

Bei bekannten Sensoren dieser Art, die beispeilsweise als induktive Näherungsschalter ausgebildet sind, dient als elektrische Isolierung eine Vergußmasse, welche die elektronischen Bauteile einbettet und an der Innenwand des Gehäuses anliegt. Bei diesen Sensoren ist es in der Regel erforderlich, einen Schutzleiter vorzusehen, an den das Gehäuse angeschlossen ist. Ein solcher Schutzleiter wird auch dann benötigt, wenn die elektronischen Bauteile sich in einem aus isolierendem Kunststoff bestehenden Becher befinden, der in das metallische Gehäuse eingesetzt ist und an dessen Innenwand anliegt. Nachteilig ist hierbei außerdem, daß die Einsatzmöglichkeit eines solchen Bechers aus Raum-

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Telefax (0711) 2268780 Stuttgarter Bank (BLZ 60090100) 159/436 nur nach schriftlicher Bestätigung verbindlich.

gründen auf Gehäuse mit relativ großen Abmessungen beschränkt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine verbesserte Isolation aufweist und auch mit sehr kleinen Gehäuseabmessungen realisiert werden kann. Diese Aufgabe löst ein Sensor mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Die Beschichtung der Innenfläche des Gehäuses mit einem Polymer läßt schon bei einer sehr geringen Dicke der Beschichtung, welche den Innenraum des Gehäuses allenfalls unwesentlich reduziert, eine sehr hohe Spannungsfestigkeit erreichen. Von besonderem Vorteil ist die erfindungsgemäße Lösung jedoch dann, wenn, um keinen Schutzleiter zu benötigen, eine Doppelisolation oder eine dieser gleichwertige Isolation verlangt wird. Man braucht dann nämlich nur die elektronischen Bauteile und die zugehörige Schaltung mit einer zusätzlichen Isolation zu versehen, indem man beispielsweise den von der Beschichtung begrenzten Innenraum zumindest in dem die Bauteile enthaltenden Bereich mit einer Vergußmasse ausgießt, in welche dannBauteile eingebettet sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist nicht nur die Innenfläche des metallischen Gehäuses, sondern dessen gesamte Oberfläche beschichtet. Die auf der äußeren Oberfläche vorgesehene Beschichtung kann dabei auch der Oberflächenvergütung dienen, also beispielsweise den erforderlichen Korrosionsschutz gewährleisten. Da die Beschichtung sowohl der Innenfläche als auch der Außenfläche in ein und demselben Arbeitsgang erfolgen kann, ist mit der vollständigen Beschichtung des Gehäuses kein zusätzlicher Aufwand verbunden. Vielmehr kann die vollständige Beschichtung sogar zu einer Kostenersparnis führen, weil die Beschichtung der äußeren Oberfläche deren Veredelung, insbesondere aus Korrosionsschutzgründen, entbehrlich macht.

Die polymere Beschichtung kann so ausgeführt sein, daß sie Strukturerhaltend ist, d.h. auch im Bereich von Kanten und

dergleichen die gleiche Dicke aufweist, wie im Bereich von nicht gekrümmten oder wenig gekrümmten Flächen.

In der Regel genügt eine Schichtdicke zwischen etwa 10 und 80pm, die in einem einzigen Arbeitsgang aufgebracht werden kann. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke etwa 20 bis 50&mgr;&pgr;&igr;.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel im einzelnen erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen teilweise schematisch dargestellten Längsschnitt durch einen induktiven Näherungsschalter.

Ein schutzisolierter induktiver Näherungsschalter, welcher keinen Schutzleiter benötigt und die an schutzleiterlose Sensoren hinsichtlich der Spannungsfestigkeit zu stellenden Anforderungen erfüllt, weist ein metallisches, rohrförmiges Gehäuse 1 auf, das wie die Gehäuse bei den bekannten induktiven Näherungsschaltern ausgebildet ist. Sein Außendurchmesser kann also beispielsweise 8mm betragen. Sowohl die Innenmantelfläche als auch die beiden Stirnflächen und die Außenmantelfläche des Gehäuses 1 sind mit einer Beschichtung 2 versehen, deren Dicke überall, also auch im Bereich der Kanten, gleich groß ist und im Bereich zwischen 20 und 50&mgr;&idiagr;&eegr; liegt. Die Beschichtung 2 ist deshalb strukturerhaltend, d.h. sie verändert nicht die Oberflächenstruktur des Gehäuses 1. Die Beschichtung 2 besteht aus einem Polymer, und zwar im Ausführungsbeispiel aus einem PoIy-Para-Xylylen, das eine sehr hohe elektrische Festigkeit hat und dessen mechanische Festigkeit wesentlich höher ist als beispielsweise bei einer Lackbeschichtung. Die Beschichtung 2 macht deshalb eine Veredelung der äußeren Oberfläche des Gehäuses 1 zum Zwecke des Korrosonschutzes überflüssig.

Durch die geringe Dicke der Beschichtung 2 wird der Innenraum des Gehäuses 1 nur in einem nicht nennenswerten Maße verringert. Die im Inneren des Gehäuses 1 unterzubringenden Bauteile brauchen deshalb keine geringeren Abmessungen zu haben als bei den

bekannten Sensoren mit entsprechendem, aber nicht beschichtetem Gehäuse .

Wie die Figur zeigt, ist im einen Endabschnitt des Gehäuses 1 eine einen Ferritkern 3 enthaltende Kunststoffkappe 4 mit Kunststoffadapter 5 angeordnet. An letzteren schließt sich eine Elektronik-Träger-Platine 6 an, beispielsweise ein Keramik-Dickschicht-Träger, mit den elektronischen Bauteilen des Näherungsschalters. Von dem der Kunststoffkappe 4 abgewandten Ende der Platine 6 führen Verbindungsleitungen 7 zu einem Steckereinsatz 8, der in das andere Ende des Gehäuses 1 eingesetzt ist.

Alle Zwischenräume im Inneren des Gehäuses 1 sind in bekannter Weise mit einer elektrisch isolierenden Vergußmasse 9 gefüllt, welche die Platine 6 und die von diesen getragenen Bauelementen einbettet.

Die gesamte Schaltung, also sowohl die Bauelemente als auch die Leiter, sind deshalb gegenüber dem Gehäuse 1 nicht nur durch die Vergußmasse 9, sondern auch durch die Beschichtung 2 isoliert. Diese 2-fache Isolation erlaubt den Verzicht auf eine Erdung des Gehäuses 1 über eine Schutzleiter und damit auch einen Verzicht auf den Schutzleiter, weil die Spannungsfestigkeit dieser 2-fachen Isolation weit über der geforderten Prüfspannung liegt.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims (5)

Reg.-Nr. 127 578 25. Februar 1992/3344 Ansprüche

1. Elektrisch isolierter elektronischer Sensor, insbesondere berührungslos arbeitender Näherungsschalter, mit einem metallischen Gehäuse, das die elektronischen Bauteile gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Gehäuses (1) mit einer aus einem Polymer bestehenden Beschichtung (2) als elektrische Isolation versehen ist.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche elektrische Isolation eine den von der Beschichtung (2) begrenzten Gehäuseinnenraum zumindest in dem die elektrischen Bauteile enthaltenden Bereich unter Einbettung der elektronischen Bauteile vollständig füllende Vergußmasse (9) vorgesehen ist.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) auch im Bereich seiner Außenfläche die aus einem Polymer bestehende Beschichtung (2) aufweist.

4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine strukturerhaltende Schicht ergebendes Polymer vorgesehen ist.

5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer elektrisch hochisolierend ist und die Schichtdicke etwa 10 bis 80&mgr;&pgr;&igr;, vorzugsweise 20 bis 50pm beträgt .