CH654702A5

CH654702A5 - Keramische schutzabdeckung des oszillatorteils eines annaeherungsschalters.

Info

Publication number: CH654702A5
Application number: CH259982A
Authority: CH
Inventors: Hans Meuli
Original assignee: Baumer Electric Ag
Priority date: 1982-04-28
Filing date: 1982-04-28
Publication date: 1986-02-28
Also published as: DE3313826A1

Description

654 702

2

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Keramikabdeckung des Oszillatorteils eines Annäherungsschalters, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Peripherie mit Metall beschichtetes Keramikplättchen (10) mit dem Oszillatorgehäuse (1) metallisch fest verbunden ist.

2. Keramikabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindung eine Lötverbindung ist.

3. Keramikabdeckung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung (15) die Schmalseite und und einen Teil.(15') am Umfang des Keramikplättchens (10) bedeckt.

4. Keramikabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlötung eine Hartverlötung ist.

5. Keramikabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlötung eine Weichverlö-tung ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine keramische Schutzabdeckung des Oszillatorteils eines Annäherungsschalters.

Die von aussen zu beeinflussenden Oszillatoren von berührungslosen Schaltern weisen während des Betriebs üblicherweise ein nach aussen gerichtetes, d.h. vom Oszillatorgehäuse weg gerichtetes, Hochfrequenzfeld auf. 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 hohlzylindrischen 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.

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.

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, beispielweise in Form von Bruchsicherheit. Die bekannte Schutzkappe besteht aus einem ebenen, kreisförmigen Flächenteil mit einem daran anschliessenden hohlzylindrischen Überwurfteil. Sie ist einstückig hergestellt und gemäss den Massen des Annäherungsschalters 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 Herstellungsvorgangs 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.

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.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Keramikabdeckung der Oszillatorspule zu schaffen, die die geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die Figuren la und lb zeigen den vorderen Teil eines Annäherungsschalters mit einer Abdeckung gemäss der Erfindung in geschnittener Darstellung und ebenso im Schnitt die Keramikschutzabdeckung gemäss der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte vordere Teil des induktiven Schalters besteht aus einem vorzugsweise hohlzylindrischen Gehäuseteil 1 und darin eingeschoben einem Ferritkern 5 zur Aufnahme der nach aussen wirkenden Oszillatorspule. Übersichtshalber wurde die Oszillatorspule nicht abgebildet, es ist aber in diesem Fall eine konzentrisch um den inneren Kern 5' des Ferritteils gewundene, im Hohlraum 7 liegende Spule. Der hohlzylindrische Gehäuseteil 1 weist im Umfang der Innenseite an seinem äusseren Ende eine Absetzung 3 zur Aufnahme der Keramikabdeckung gemäss der Erfindung auf. Diese Keramikabdeckung gemäss der Erfindung ist in Fig. lb dargestellt, und zwar im Schnitt gezeichnet eine in die Ausnehmung 3 passende, kreisrunde Keramikscheibe 10, die im Oszillatorgehäuse 1 zu befestigen ist.

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.

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 verlaufende Metallbeschichtung 15, 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 Beschich-tung 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 hermetisch taugliche Abdichtung, trotz eventueller Haarrisse durch thermische Ausgleichskräfte am Umfang gegen den Innenraum mit dem Oszillator, geschaffen werden kann. Das Beschichten der Keramikteile mit einem Metallüberzug geschieht in einem bekannten Verfahren dieser Art.

In Fig. la 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.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

SO

55

60

65

V

1 Blatt Zeichnungen