DE4221987A1 - Annäherungsschalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft Annäherungsschalter. Annäherungsschalter bestehen aus einem Gehäuse und in diesem untergebrachten elektrischen Bausteinen (Sensor).

Da Annäherungsschalter oft in thermisch und mechanisch bela­ stenden Vorrichtungen, wie Schweißautomaten, Druckwerkzeugen etc., eingesetzt werden, kommt dem Schutz des elektronischen Teils durch entsprechende Auslegung besondere Bedeutung zu. Bekannt ist z. B. eine Abdeckung des Gehäuses durch Polyte­ trafluorethylen (DE 39 11 598 C2), um ein Anhaften von Schweißperlen am Schalterkopf zu unterbinden. Eine derartige Lösung hat jedoch den gravierenden Nachteil, daß solche Annäherungsschalter dort nicht eingesetzt werden können, wo der geschweißte Gegenstand anschließend lackiert werden muß (Automobilbau), da schon Spuren von Polytetrafluorethylen (PTFA) zu Lackfehlern führen. Außerdem ist die mechanische Festigkeit von PTFA gering und solche Schalter können unter abrasiven Bedingungen (Drehbänke) nicht befriedigend einge­ setzt werden.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Annäherungsschalter zu schaffen, der gegen Schweißperlen und Funkenflug unempfindlich ist und der eine höhere mechanische Festigkeit aufweist und der somit auch bei nicht bündigem Einbau leicht ausgewechselt werden kann, da Gewinde oder Gehäuseoberflächen sich nicht mit erstarrten Schweißspritzern zusetzen können. Insbesondere soll ein der­ artiger Annäherungsschalter im Automobilbau einsetzbar sein.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem elektronischen Annäherungsschalter dadurch, daß erfindungsgemäß dessen Kopfbereich von einer Kappe aus Keramikmaterial umgeben ist.

Das Keramikmaterial ist wesentlich widerstandsfähiger gegen abrasive Belastungen, ebenso führen auf diese gelangende Schweißperlen nicht zu deren Anhaften auf der Oberfläche.

Die Kappe kann auf eine metallische Hülle aufgebracht (ver­ klebt oder versintert) sein, sie kann auch den oberen tra­ genden Teil, d. h. den Sensor aufnehmenden Schalterkopf selbst darstellen.

In besonders eleganter Weise weist die Kappe die Befesti­ gungselemente zum Anbringen des Annäherungsschalters in der dafür vorgesehenen Halterung auf, wie insbesondere Gewinde, die sich überraschenderweise sehr gut in das Keramikmaterial einformen lassen. Die Befestigungselemente können z. B. auch als Bohrungen in quaderförmigen oder zylindrischen Quer­ schnitten in den Keramikteil eingeformt sein.

In einer Weiterentwicklung der Erfindung besteht das Kera­ mikmaterial aus bekannten kalt (etwa 100°C) sinterfähigen Massen, die sich ohne weiteres auch nach Montage der Elek­ tronik als Schalter auf diesen aufbringen lassen.

Insbesondere kann erfindungsgemäß auch der gesamte tragende Teil des Annäherungsschalters materialeinheitlich aus Kera­ mik bestehen, wobei sich an die Kappe, die bei nicht bündi­ gem Einbau (zum Teil) die Tragekonstruktion überragt, nach unten der Mantel in Keramik fortsetzt und aus diesem ledig­ lich nach unten die Anschlußleitungen herausragen.

Die Verwendung kalt sinterfähiger Massen erlaubt es erstmals auch, den Schalter derart auszubilden, daß die Elektronik­ bauteile in die Keramikmasse vor dem Sintern eingebettet werden und dieser somit einen Vollkörper darstellt. Ein sol­ cher Annäherungsschalter läßt sich vorteilhaft in thermisch und mechanisch hochbelasteter Umgebung einsetzen.

Dem Keramikmaterial kann ohne nachteilige Eigenschaft für dessen Festigkeit Metallpulver beigemischt werden, um Feh­ lerströme abzuleiten, oder Ferritpulver beigemischt werden, um diesem ferromagnetische Eigenschaften zu verleihen.

Insbesondere kann dabei auch der im Schalterkopf befindli­ che, von einer Spule umgebene Eisenkern durch einen mit Fer­ ritpulver angereicherten, mittig angeordneten Keramikzapfen gebildet werden, auf den dann die Spule aufgebracht wird.

Die erfindungsgemäß beschriebene Technik und die Verwendung kalt sinterfähiger Keramikmassen erlaubt ferner die Herstel­ lung leiterloser Annäherungsschalter, wobei im Fuß des Schalters ebenfalls eine Spule angeordnet ist, von der das vom Schalterkopf ausgehende Signal am unteren Ende des Schalters berührungslos (induktiv) abgegriffen werden kann, so daß der Elektronikteil des Schalters vollkommen gegen äußere Einflüsse geschützt ist und z. B. auch bei Lichtbogen­ schweißanlagen auf Rundtischen eingesetzt werden kann.

Zur Steigerung der Festigkeit kann der Keramikmantel des Schalters mit einer Armierung aus Metall, insbesondere einem Lochblech oder einem Gitter oder aber auch aus Kunststoff oder aus Fasermaterial, wie Glasfasern, versehen sein.

Die Anbringung der oben erwähnten Befestigungselemente (Gewinde) in den Keramikmantel kann in einfacher Weise durch Sintern des Materials in einer entsprechenden Form vorgenom­ men werden, deren Innenmantel z. B. die Gewindenegativform aufweist. Die keramische kaltsinterfähige Masse ist überra­ schend gut fließfähig, so daß fehlerfreie Gewinde auf dem Schaltermantel erzeugt werden können.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die vorliegende Erfindung näher veranschaulicht.

In der Figur ist das Gehäuse eines Annäherungsschalters dar­ gestellt. Mindestens das Kopfteil 1 besteht aus Keramik und weist eine materialgleiche (dünnere) Kopfplatte 2 auf. In der Darstellung ist gezeigt, daß auch das ganze Gehäuse, ebenso wie der Boden 3, aus Keramikmaterial bestehen kann, wobei dieser nach der Montage der Elektronikbausteine (nicht dargestellt) z. B. eingeklebt sein kann. Der freie Innen­ raum 4 kann ebenso vollständig die Elektronikteile umgebend mit Keramikmasse ausgefüllt sein. Der Mantel 5 weist als Beispiel für ein Befestigungselement ein eingeformtes Gewinde 6 auf. Anstelle eines normalen Eisenkerns kann auch an die Kopfplatte 2 (Wandstärke0,5 mm) ein Zapfen 7 angeschlossen sein, der mit Ferritpulver in ausreichender Menge angereichert und von einer Spule 8 umgeben ist.

Ebenso können der Mantel 5 und die Kopfplatte 2 eine feld­ richtende Einbringung aus Ferritpulver enthalten.

Weiterhin kann eine Armierung 9 vorgesehen sein, die z. B. aus einem Drahtgitter besteht. Ebenso wie kopfseitig kann auch fußseitig ein Zapfen 7 mit Spule 8 vorgesehen sein, um ein Signal auch berührungslos (induktiv) abgreifen zu kön­ nen, wobei vorteilhafterweise keine Drähte durch die Boden­ platte 3 geführt werden müssen.

Bezugszeichenliste

1 Kopfteil
2 Kopfplatte
3 Boden
4 Innenraum
5 Mantel
6 Gewinde
7 Zapfen
8 Spule
9 Armierung

Claims (9)

1. Elektronischer Annäherungsschalter, bestehend aus einem Gehäuse und in diesem untergebrachtem Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter mindestens im Kopfbe­ reich von einer Keramikkappe umgeben ist.

2. Annäherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Mantel des Keramikteils Befesti­ gungselemente, wie vorzugsweise Gewinde, eingeformt sind.

3. Annäherungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial kalt sinterfä­ hig ist.

4. Annäherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er eine vollständige Hülle materialeinheitlich aus Keramik aufweist.

5. Annäherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Vollkörper aus Kera­ mikmaterial ist, in den die Elektronikbauteile einge­ bettet sind.

6. Annäherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Keramikmaterial Ferrit­ pulver beigegeben ist.

7. Annäherungsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er einen mit Ferritpulver angereicherten Kern aufweist, der von einer Spule umgeben ist.

8. Annäherungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er fußseitig ebenfalls eine Spule auf­ weist, über die das Schaltsignal induktiv abgreifbar ist.

9. Annäherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial mit einer Armierung aus Metall oder Fasern versehen ist.