WO1996008731A1 - Näherungsschalter und ein verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Näherungsschalter und ein verfahren zu dessen herstellung Download PDF

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    • G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • H—ELECTRICITY
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    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/9505—Constructional details

Definitions

  • the invention relates to a proximity switch with a tubular housing and with a sensor element which is arranged within an end cap and fastened therein by means of a first sealing compound, the end cap forming an end wall of the housing and the proximity switch a second, filling the housing and up contains potting compound sufficient for the end cap.
  • the invention also relates to a method for producing such a proximity switch, which has a tubular housing, an electrical circuit and a sensor element pre-cast in an end cap by means of the first casting compound.
  • a generic proximity switch is known from DE 40 23 792 AI. Here is a bowl core and one
  • the coil is poured into a first potting compound in a pot that acts as an end cap.
  • the potted pot is cast together with a hybrid and a cable that connects both electrically in a two-part injection mold with a second potting compound.
  • the unit is pushed into a fastening sleeve as the housing of the proximity switch.
  • the fastening sleeve is sealed at the end by a cover.
  • the first object is achieved in that a piece of pipe made of insulating material is partially in the first casting compound, that the piece of pipe protrudes beyond the edge of the end cap on the side facing away from the end wall and in this projecting area the space between the pipe piece and the housing and the interior of the pipe section is filled with a second casting compound and that in the interior of the pipe section there is a separating surface between the first casting compound and the second casting compound.
  • Connection lines between the sensor element and an electrical circuit arranged in the housing are advantageously guided through the pipe section. In this way, a good seal of the connecting lines is achieved.
  • the object relating to the production process is achieved according to the invention in that after the sensor element has been pre-cast in the end cap, a piece of pipe is first pressed into the not yet hardened first casting compound, the piece of pipe then protrudes beyond the edge of the end cap, and then in a further step, the housing, after it has been joined together with the end cap and the circuit, is filled with the second casting compound in such a way that the space between the pipe section and the housing is filled with the second casting compound in the protruding region, and the The pipe section is dimensioned such that its interior is filled with the second casting compound and a separating surface is formed between this and the first casting compound.
  • FIG 1.2 show a proximity switch according to the invention.
  • FIG. 3 shows a special design of a tube section of the proximity switch according to FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the pipe section in FIG. 1 with special means for guiding and holding.
  • the proximity switch 1 according to the invention according to FIG. 1 has a tubular housing 2, an end cap 3 with a sensor element 4 fastened therein and with a pipe section 5 made of insulating material and an electrical circuit 6, e.g. a
  • Oscillator circuit which is connected to the sensor element 4 via connecting lines 7.
  • the sensor element 4, e.g. a coil is pre-cast by means of a first casting compound 8 in the end cap 3, which forms an end wall 10 of the housing 2 with its end.
  • the end cap 3 is inserted into the tubular housing to form a narrow gap.
  • the pipe section 5 made of insulating material, the outer dimension of which is slightly smaller or at most equal to the inner dimension of the
  • End cap 3 is.
  • the pipe section 5 projects beyond the edge of the end cap 3 on the side facing away from the end wall 10.
  • the connecting lines 7 between the sensor element 4 and the oscillator circuit 6 arranged in the housing 2 are guided through the pipe section 5.
  • the interior of the housing 2 is encapsulated with the encapsulation of the oscillator circuit 6 with a second potting compound 12, the gap 13 also being 5 between the housing 2 and the pipe section in the protruding area is filled and thus a permanent seal against liquids that may penetrate into the gap between the end cap and the housing 2 is achieved.
  • the separating surface 14 closest to the end wall 10 between the pre-casting compound 8 and the subsequently added casting compound 12 is limited to a narrow area in the interior by the additional pipe section 5.
  • the diameter of the pipe section 5 surrounding the connecting lines 7 is relatively small, so that there is a large gap 11 between the pipe section 5 and the end cap 3.
  • the use of the pipe section 5 is particularly aimed at the sealing of the connecting lines 7 from liquids which may possibly penetrate into the proximity switch from the outside.
  • the pipe section 5 can also be provided with cutouts 16 or projections 17, which enable the oscillator circuit 6 and / or the sensor element 4 to be guided or held (see FIG. 4).
  • the proximity switch according to FIG. 1 and FIG. 2 is produced according to the invention in which, after the sensor element 4 has been pre-cast in the end cap 3 into the not yet hardened pre-pouring compound 8, the tube piece 5 which is adapted to the end cap 3 in terms of its dimensions made of insulating material.
  • the pipe section 5 can be structured, roughened or activated. After insertion of the end cap 3 together with the pre-encapsulated sensor element 4 and the pipe section 5 as well as the connection cable lines 7 with the sensor element 4 electrically connected oscillator circuit 6 in the housing 2, the interior of which is filled with further potting compound 12. The space 13 between the housing 2 and the pipe section 5 is also filled in its protruding area. The connecting lines 7 are guided through the pipe section 5.
  • the tube 5 is dimensioned such that its interior is filled with potting compound 12 when the housing 2 is potted.
  • a separating surface is formed in the interior of the pipe section 5 between the pre-casting compound 8 and the casting compound 12.

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Abstract

Bei einem Näherungsschalter (1) mit einem rohrförmigen Gehäuse (2), dessen eine Stirnwand (10) durch eine mit einem Sensorelement (4) vergossene Endkappe (3) gebildet ist, soll die Abdichtung gegenüber Flüssigkeiten verbessert werden. Hierzu ist in die Vorvergußmasse (8) ein Rohrstück (5) aus Isolierstoff unter Bildung eines Spalts (11) zur Endkappe (3) eingedrückt, wodurch die durch Flüssigkeiten gefährdete Trennfläche zwischen der Vorvergußmasse (8) und der den Innenraum des Gehäuses ausfüllenden Vergußmasse (12) auf einen schmalen Bereich begrenzt ist.

Description

Beschreibung
Näherungsschalter und ein Verfahren zu dessen Herstellung
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 AI 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 bereitzustellen, 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 Vorvergußmasse 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 Mitteln 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 Trennflache 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 mittels einer ersten Vergußmasse 8 in der Endkappe 3 vorvergossen, die mit ihrem Abschluß 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 Verbindungsleitungen 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 vergossen, wobei auch der Zwischenraum 13 5 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 Gehäuse 2 eindringen, erzielt wird. Dabei ist die der Stirnwand 10 nächstliegende Trennfläche 14 zwischen der Vorvergußmasse 8 und der nachträglich zugefügten 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 Vorsprύn- 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 Vor¬ 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 Rohrstύck 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 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 Vorvergußmasse 8 und der Vergußmasse 12.

Claims

Patentansprüche
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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zwischenraum zwischen dem Rohrstück (5) und der Endkappe (3) als Spalt (11) ausgebildet ist.
5. Näherungsschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rohrstύck (5) in seinen Außenmaßen zur elektrischen Schaltung (6) hin sich verjüngend ausgebildet ist.
6. Näherungsschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 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, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß zur besseren Anbindung der Gießmassen die Oberfläche des Rohrstücks (5) zumindest teilweise vorbe¬ handelt ist.
PCT/DE1995/001185 1994-09-13 1995-09-01 Näherungsschalter und ein verfahren zu dessen herstellung WO1996008731A1 (de)

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