DE10109442B4 - Method of making a proximity switch and proximity switch - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Herstellung eines Näherungsschalters
mit einem hülsenförmiges Gehäuse (2), mit
einem Endstück,
insbesondere einem Steckeranschluß (3) oder einem Kabelanschluß und mit
einem Sensormodul (4), wobei zu dem Sensormodul (4) zumindest ein
Sensor und ein Sensordeckel (7) gehören, wobei das Gehäuse (2) als
Innenglattrohr ausgeführt
ist, d.h. einen über
die gesamte Länge
des Gehäuses
(2) konstanten Innendurchmesser (8) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (2)
an dem dem Endstück
und/oder dem Sensormodul (4) zugeordneten Ende einen dünnwandigen Abschnitt
(14) aufweist,
daß der
dünnwandige
Abschnitt (14) des Gehäuses
(2) im noch nicht fertig montierten Zustand an seinem Ende eine Überhöhung (15)
aufweist und in dem Endstück
und/oder dem Sensormodul (4) bzw. dem Sensordeckel (7) eine korrespondierende
Nut (16) ausgebildet ist, und
daß durch ein im wesentlichen
radiales Bördeln
des dünnwandigen
Abschnitts (14) des Gehäuses
(2) Formschluß zwischen
dem Gehäuse
(2) und dem Endstück
und/oder zwischen dem...Method for producing a proximity switch having a sleeve-shaped housing (2), having an end piece, in particular a plug connection (3) or a cable connection, and having a sensor module (4), at least one sensor and a sensor cover (7) being provided at the sensor module (4) belong, wherein the housing (2) is designed as an inner smooth tube, that has a constant over the entire length of the housing (2) inner diameter (8),
characterized,
the housing (2) has a thin-walled section (14) at the end assigned to the end piece and / or the sensor module (4),
in that the thin-walled section (14) of the housing (2) has an elevation (15) at its end in the not yet assembled state, and a corresponding groove (11) in the end section and / or the sensor module (4) or the sensor cover (7). 16) is formed, and
that by a substantially radial beading of the thin-walled portion (14) of the housing (2) positive connection between the housing (2) and the tail and / or between the housing
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Näherungsschalters und einen Näherungsschalter mit einem hülsenförmigen Gehäuse, mit einem Endstück, insbesondere einem Steckeranschluß oder einem Kabelanschluß, und mit einem Sensormodul, wobei zu dem Sensormodul zumindest ein Sensor und ein Sensordeckel gehören und das Gehäuse als Innenglattrohr ausgeführt ist, d.h. einen über die gesamte Länge des Gehäuses konstanten Innendurchmesser aufweist.The The invention relates to a method for producing a proximity switch and a proximity switch with a sleeve-shaped housing, with a tail, in particular a plug connection or a cable connection, and with a sensor module, wherein at least one sensor to the sensor module and a sensor cover belong and the case designed as an internal smooth tube is, i. one over the entire length of the housing having constant inner diameter.
Näherungsschalter haben durch ihre berührungslose Arbeitsweise für den industriellen Einsatz nahezu ideale Voraussetzungen. Sie arbeiten verschleißfrei, ermöglichen hohe Schaltfrequenzen und Schaltgenauigkeiten und sind unempfindlich gegenüber Vibrationen, Staub und Feuchtigkeit. Aus diesem Grunde sind Näherungsschalter millionenfach im Einsatz, und sie beweisen seit Jahrzehnten ihre Zuverlässigkeit in allen Bereichen. Je nach Einsatzgebiet und Aufgabe werden insbesondere induktive, kapazitive und optische bzw. optoelektronische Näherungsschalter eingesetzt. Von diesen "Klassikern" unter den elektronischen Sensoren gibt es aus diesem Grunde unzählige Variationen und Sonderbauformen. Es besteht somit das Bedürfnis, die Produktion der unterschiedlichen Näherungsschaltertypen zu vereinfachen, indem die Näherungsschalter modulartig aufgebaut sind, so daß durch Kombination der einzelnen Module auf einfache und schnelle Weise unterschiedliche Näherungsschaltertypen für unterschiedliche Anforderungen zur Verfügung stehen.proximity switch have through their non-contact Working method for industrial use almost ideal conditions. they work wear-free, enable high switching frequencies and switching accuracy and are insensitive across from Vibrations, dust and moisture. For this reason, proximity switches Millions of times in use, and they prove their decades reliability in all areas. Depending on the field of application and task in particular inductive, capacitive and optical or optoelectronic proximity switches used. Of these "classics" among the electronic Sensors are therefore innumerable variations and special designs. There is thus a need to simplify the production of different proximity switch types, by the proximity switches are constructed modular, so that by combining the individual Modules in a simple and fast way different proximity switch types for different Requirements available stand.
Im Rahmen der Erfindung wird unter einem hülsenförmigen Gehäuse ein an beiden Enden offenes Gehäuse mit rundem Querschnitt verstanden; im Unterschied dazu steht ein topfförmiges Gehäuse mit einem Gehäuseboden.in the Frame of the invention is under a sleeve-shaped housing open at both ends casing understood with round cross section; in contrast to this is one cup-shaped casing with a caseback.
Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 299 01 548 ist ein Näherungsschalster mit einem hülsenförmigen, metallischen Gehäuse, mit einem als Steckeranschluß oder als Kabelanschluß ausgebildeten Endstück und mit einem Sensormodul bekannt. Bei diesem bekannten Näherungsschalter weist das Gehäuse ein Außengewinde auf, um den Näherungsschalter beispielsweise in einer Öffnung eines Gehäuses oder in einer Wandung mit Hilfe von Muttern einspannen und justieren zu können. Außerdem weist das Gehäuse innenseitig ein strukturiertes Tiefenprofil mit mehreren Absätzen, Stufen und Einschnitten auf. Die Absätze, Stufen und Einschnitte dienen dabei als Anlageflächen für das Endstück bzw. das Sensormodul und als Aufnahmen für O-Ringe zur Abdichtung des Näherungsschalters.Out the German utility model 299 01 548 is an approximate scarf with a sleeve-shaped, metallic housing, with a plug connection or designed as a cable connection tail and known with a sensor module. In this known proximity switch has the housing an external thread on to the proximity switch For example, in an opening of a housing or clamp in a wall with the help of nuts and adjust to be able to. Furthermore shows the case on the inside a structured depth profile with several steps, steps and cuts on. The heels, Steps and cuts serve as contact surfaces for the end piece or the sensor module and as recordings for O-rings for sealing the proximity switch.
Die Herstellung des Gehäuses erfolgt bei bekannten Näherungsschaltern üblicherweise derart, daß von einem langen, beispielsweise aus Messing bestehenden, nicht nahtfreien Rohr ein Rohrabschnitt abgeschnitten wird und anschließend in diesen Rohrabschnitt ein Außengewinde eingedreht bzw. eingeschnitten wird. Das Innere des Gehäuses wird zunächst zur Erzielung der gewünschten Absätze, Stufen und Einschnitte spanabhebend bearbeitet. Anschließend ist eine Nachbearbeitung der inneren Oberfläche des Gehäuses notwendig, um die Oberflächenrauhigkeit zu verbessern, damit eine Abdichtung mit einem O-Ring möglich ist.The Production of the housing usually occurs in known proximity switches such that from a long, for example made of brass, non-seamless Pipe a pipe section is cut off and then in this pipe section an external thread is screwed or cut. The interior of the case will first to achieve the desired Paragraphs, Steps and incisions machined. Then it is a reworking of the inner surface of the housing necessary to the surface roughness to improve, so that a seal with an O-ring is possible.
Die zuvor genannten nicht-nahtfreien Rohre sind zwar relativ preiswert, aus der recht aufwendigen nachfolgenden Bearbeitung resultiert jedoch, daß die Kosten des Gehäuses üblicherweise zwischen 20 und 30% des Herstellungspreises der bekannten Näherungsschalter betragen.The previously mentioned non-seamless pipes are relatively inexpensive, from the quite complex subsequent processing, however, results in the cost of the housing usually between 20 and 30% of the production price of the known proximity switches be.
Aus
der
Die
Die
Durch die Vormontage der Leiterplatte mit dem Sensorelement und den Anschlußstiften verringert sich die zur Verfügung stehende Typenvielfalt, da eine derart vormontierte Baueinheit nicht mehr in Gehäuse unterschiedlicher Länge eingesetzt werden kann.By the pre-assembly of the circuit board with the sensor element and the pins decreases the available standing type variety, since such a preassembled unit not more in housing different length can be used.
Bei der Fixierung dieser Baueinheit mit Hilfe einer Vergußmasse in dem Gehäuse besteht die Gefahr, daß Gießharz zwischen das Sensorelement und den Sensordeckel gelangt, wodurch die Eigenschaft des Sensorelements negativ beeinflußt werden kann. Insbesondere bei induktiven oder kapazitiven Näherungsschaltern kann sich dadurch der Schaltabstand des Näherungsschalters stark verringern. Darüber hinaus erfordert das Vergießen des Näherungsschalters einen relativ zeitaufwendigen Arbeitsschritt, zumal auch eine relativ lange Standzeit zum Aushärten des Gießharzes erforderlich ist. Schließlich ist bei einer Verbindung des Sensormoduls bzw. des Endstücks mit dem Gehäuse mittels Gießharz nur eine relativ geringe Verdrehsicherheit zwischen dem Gehäuse und dem Sensormodul bzw. dem Endstück erreichbar.at the fixation of this unit by means of a potting compound in the housing there is a risk that casting resin between the sensor element and the sensor cover passes, whereby the property of Sensor element adversely affected can be. Especially with inductive or capacitive proximity switches This can greatly reduce the switching distance of the proximity switch. About that In addition, casting requires of the proximity switch a relatively time-consuming step, especially as a relative long life to cure the casting resin is required. After all is with a connection of the sensor module or the tail with the housing by casting resin only a relatively small security against rotation between the housing and the sensor module or the tail reachable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Näherungssschalters und einen Näherungsschalter mit einem hülsenförmigen, als Innenglattrohr ausgeführten Gehäuse zur Verfügung zu stellen, bei dem einerseits durch eine modulare Aufbauweise des Näherungsschalters eine möglichst große Typenvielfalt mit möglichst wenigen einzelnen Modulen erreichbar ist, bei dem andererseits das empfindliche Sensormodul und/oder das Endstück einfach und schnell, aber dennoch sicher und dicht mit dem Gehäuse verbunden werden können.Of the Invention is based on the object, a process for the preparation a proximity switch and a proximity switch with a sleeve-shaped, designed as an inner smooth tube housing for disposal to provide, on the one hand by a modular structure of the Proximity switch one possible size Type variety with as possible few individual modules can be reached, on the other hand, the Sensitive sensor module and / or the tail simple and fast, but still safe and tight with the housing can be connected.
Bei dem eingangs beschriebenen Näherungsschalter, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, weist das Gehäuse an dem dem Endstück und/oder dem Sensormodul zugeordneten Ende einen dünnwandigen Abschnitt, der dünnwandige Abschnitt des Gehäuses, im noch nicht fertig montierten Zustand, an seinem Ende eine Überhöhung auf und ist in dem Endstück und/oder dem Sensormodul bzw. dem Sensordeckel eine korrespondierende Nut ausgebildet. Erfindungsgemäß erfolgt die mechanische Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Endstück und/oder zwischen den Gehäuse und dem Sensormodul dadurch, daß durch ein im wesentlichen radiales Bördeln des dünnwandigen Abschnitts des Gehäuses Formschluß zwischen dem Gehäuse und dem Endstück und/oder zwischen den Gehäuse und dem Sensormodul erreicht wird.at the proximity switch described above, in which the above-mentioned object is achieved, the housing has on the the tail and / or the sensor module associated end a thin-walled Section, the thin-walled Section of the housing, in the not yet assembled state, at its end an exaggeration and is in the tail and / or the sensor module or the sensor cover a corresponding Groove formed. According to the invention the mechanical connection between the housing and the end piece and / or between the case and the sensor module in that through a substantially radial beading of the thin-walled section of the housing Positive locking between the housing and the tail and / or between the housings and the sensor module is achieved.
Im Rahmen der Erfindung wird unter dem Begriff Bördeln das Verformen bzw. Umbiegen des bzw. der dünnwandigen Abschnitte des Gehäuses verstanden. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß unabhängig von der Wahl der Materialien für das Endstück oder das Sensormodul eine sichere Verbindung von Endstück und Gehäuse bzw. von Sensormodul und Gehäuse gewährleistet ist.in the For the purposes of the invention, the term beading refers to the deformation or bending of the or the thin-walled Sections of the housing understood. By this measure is ensured that regardless of the choice of materials for the tail or the sensor module a secure connection of the end piece and housing or of sensor module and housing guaranteed is.
Bei einem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Näherungsschalter ist vorteilhafterweise in der Nut zumindest eine Stufe ausgebildet, wobei die Stufe vorzugsweise einen rechten oder spitzen Winkel aufweist. Durch die Anordnung einer Überhöhung am Ende des dünnwandigen Abschnitts, welche auch als Wulst bezeichnet werden kann, und die Ausbildung einer korrespondierenden Nut im Endstück oder im Sensormodul wird nach dem Einpressen der Überhöhung in die Nut eine sehr hohe Biegefestigkeit und Verdrehsicherheit zwischen dem Gehäuse und dem Endstück bzw. dem Sensormodul erreicht. Die Verdrehsicherheit kann dadurch noch weiter erhöht werden, daß zumindest an einer Fläche der Nut eine Rändelung ausgebildet ist.at one according to the inventive method produced proximity switch is advantageously formed in the groove at least one stage, wherein the step preferably has a right or acute angle. Due to the arrangement of an elevation on End of the thin-walled Section, which can also be called a bead, and the Forming a corresponding groove in the tail or in the sensor module is after pressing in the elevation in the groove has a very high bending strength and resistance to twisting between the casing and the tail or reaches the sensor module. The security against rotation can thereby still further increased be that at least on a surface the groove has a knurling is trained.
Ist das Gehäuse als Innenglattrohr ausgeführt, so entfällt die aufwendige und damit kostenintensive Bearbeitung des Inneren des Gehäuses. Vorteilhafterweise ist das Gehäuse ein kaltgezogenes nahtloses Messing-Stahl- oder Edelstahlrohr. Nahtlos kaltgezogene Rohre werden bisher in erster Linie als Ener gierohre, Hydraulikleitungsrohre oder Druckleitungen verwendet. Sie können hohen Innendrücken standhalten und haben aufgrund der möglichen großen Längen den Vorteil, daß die allgemeinen Installationskosten durch die Verringerung der Schweiß- und Lötstellen reduziert werden. Durch die Verringerung der benötigten Rohrverbindungen verringert sich das Risiko von Leckagen, wodurch die Betriebssicherheit insgesamt erhöht wird.is the housing designed as an inner smooth tube, it is not necessary the complex and thus costly processing of the interior of the housing. Advantageously, the housing a cold drawn seamless brass steel or stainless steel tube. seamless cold-drawn tubes have been used primarily as energy tubes, Hydraulic pipes or pressure lines used. You can get high internal pressures withstand and have the advantage that the general Installation costs by reducing the welding and soldering points be reduced. Reduced by reducing the required pipe connections the risk of leakage, thereby increasing the overall operational safety elevated becomes.
Ist das Gehäuse des Näherungsschalters als Innenglattrohr ausgeführt, so entfällt zunächst die spanabhebende Bearbeitung des Inneren des Gehäuses. Da kaltgezogene nahtlose Rohre eine geringere Oberflächenrauhigkeit als geschweißte und spanabhebend bearbeitete Rohre aufweisen, entfällt darüber hinaus auch die Nachbearbeitung der inneren Oberfläche des Gehäuses. Durch die erheblich vereinfachte Fertigung des Gehäuses des Näherungsschalters sind die Herstellungskosten des Gehäuses – trotz der höheren Kosten für das Ausgangsrohr – wesentlich geringer als bei hülsenförmigen Gehäusen für Näherungsschalter, die aus nicht-nahtfreien Rohre hergestellt sind. Die Herstellungskosten für derartige Gehäuse lassen sich somit auf etwa 1/3 bis 1/5 der Herstellungskosten eines vergleichbaren Gehäuses reduzieren.is the housing of the proximity switch designed as an inner smooth tube, it is not necessary first the machining of the interior of the housing. There cold drawn seamless tubes have a lower surface roughness as welded and machined pipes, deleted beyond also the post-processing of the inner surface of the housing. By the considerably simplified Production of the housing of the proximity switch are the manufacturing cost of the case - despite the higher cost for the Starting pipe - essential lower than with sleeve-shaped housings for proximity switches, which are made of non-seamless pipes. The manufacturing costs for such casing can thus be reduced to about 1/3 to 1/5 of the cost of a comparable housing to reduce.
Um die Typenvielfalt des Näherungsschalters zu erhöhen, besteht das Endstück des erfindungsgemäßen Näherungsschalters vorzugsweise aus einem Adapter und einem in dem Adapter befestigten Steckeranschluß oder Kabelanschluß. Die Verwendung eines Adapters ermöglicht es, einen Steckeranschluß oder einen Kabelanschluß zu verwenden, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses ist. Somit lassen sich an ein einziges Gehäuse über einen entsprechenden Adapter unterschiedliche Steckeranschlüsse oder Kabelanschlüsse mit unterschiedlichen Außendurchmessern anschließen.To increase the variety of types of proximity switch, the tail of the proximity switch according to the invention preferably consists of an adapter and a plug connection or cable connection mounted in the adapter. The use of an adapter makes it possible to use a plug connection or a cable connection whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the housing. Thus, can be connected to a single housing via a corresponding adapter different plug connections or cable connections with different Au connect diameters.
Der Formschluß zwischen dem Gehäuse und dem Endstück oder dem Gehäuse und dem Sensormodul kann dort, wo er nicht durch radiales Bördeln erreicht ist, auch durch in einem im wesentlichen radialen Verprägen des Gehäuses an bestimmten dafür prädestinierten Stellen erfolgen. Dabei kann es je nach dem Material des Endstückes bzw. des Sensormoduls vorteilhaft sein, wenn das Endstück bzw. das Sensormodul an mindestens einer Stelle eine Aussparung aufweist, in die der zugeordnete Bereich des Gehäuses durch das Verprägen gepreßt wird. Sowohl durch das Bördeln der dünnwandigen Abschnitte als auch durch das radiale Verprägen des Gehäuses ist eine sichere Verbindung von Endstück bzw. Sensormodul mit dem Gehäuse gewährleistet, so daß ein Ausziehen oder Verdrehen von Endstück bzw. Sensormodul verhindert wird. Dennoch ist eine einfache und schnelle und dadurch kostengünstige Montage des Näherungsschalters möglich, da der Formschluß zwischen dem Gehäuse und dem Endstück bzw. dem Sensormodul erst nach dem Verformen besteht.Of the Positive locking between the housing and the tail or the housing and the sensor module can be where it is not achieved by radial beading is, also by in a substantially radial Verprägen the housing at certain for it predestined Jobs are done. It may, depending on the material of the tail or the sensor module be advantageous if the tail or the Sensor module has a recess at least one point, in which the associated area of the housing is pressed by the embossing. Either by the beading the thin-walled Sections as well as by the radial embossing of the housing is a secure connection from tail or Sensor module with the housing guaranteed, so the existence Pulling out or twisting of end piece or sensor module prevents becomes. Nevertheless, a simple and fast and therefore cost-effective installation of the proximity switch possible, since the positive connection between the housing and the tail or the sensor module only after the deformation exists.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb des Gehäuses eines isolierende Innenhülse angeordnet. Eine solche Innenhülse dient zunächst zur Isolation des metallischen Gehäuses von der in dem Gehäuse angeordneten Elektronik, so daß auf ein Vergießen der Elektronik mit einem Gießharz verzichtet werden kann. Darüber hinaus kann die Innenhülse jedoch auch dazu dienen, ein Verdrehen des Sensormoduls, insbesondere eines nicht-bündigen Sensormoduls, bei dem der Sensordeckel über das Gehäuse hinausragt, zu verhindern. Hierzu weist die Innenhülse an dem dem Endstück und/oder dem Sensormodul zugeordneten Ende eine Verzahnung und das Endstück und/oder das Sensormodul bzw. der Sensordeckel an dem der Innenhülse zugeordneten Ende eine korrespondierende Gegenverzahnung auf. Ein an dem Sensormodul angreifendes Drehmoment wird somit über die Innenhülse auf das Endstück übertragen. Hierbei wird ausgenutzt, daß aufgrund des Materials des Sensormoduls bzw. des Endstücks in der Regel die Verbindung von Gehäuse und Endstück mechanisch belastbarer ausgestaltet werden kann als die Verbindung von Gehäuse und Sensormodul.According to one further advantageous embodiment of the invention is within of the housing an insulating inner sleeve arranged. Such an inner sleeve serves first for isolating the metallic housing from that in the housing Electronics, so that on a shedding the electronics with a casting resin can be waived. About that In addition, the inner sleeve but also serve to twist the sensor module, in particular a non-flush Sensor module, in which the sensor cover protrudes beyond the housing to prevent. For this purpose, the inner sleeve at the tail and / or the sensor module associated end of a toothing and the tail and / or the sensor module or the sensor cover on which the inner sleeve associated End of a corresponding counter-toothing. One on the sensor module acting torque is thus on the inner sleeve transfer the tail. This is exploited that due the material of the sensor module or the tail usually the connection of housing and tail mechanical be made more resilient than the connection of the housing and Sensor module.
Schließlich kann die Innenhülse Vorteilhafterweise auch noch als Montagehilfe für einzelne Dichtelemente verwendet werden, die im vormontierten Zustand des Näherungsschalters auf dem Endstück und/oder auf dem Sensormodul aufgeschoben sind. Dabei sind die Dichtelemente im vormontierten Zustand des Näherungsschalters entspannt. Beim Einschieben des Endstücks bzw. des Sensormoduls in das Rohr des Näherungsschalters werden die Dichtelemente dann durch die in dem Rohr angeordnete Innenhülse in ihre endgültige Position gebracht und damit aus dem entspannten Zustand in einen gespannten und damit abdichtenden Zustand verbracht.Finally, can the inner sleeve Advantageously, also used as an assembly aid for individual sealing elements be in the preassembled state of the proximity switch on the tail and / or pushed onto the sensor module. Here are the sealing elements in the preassembled state of the proximity switch relaxed. When inserting the end piece or the sensor module into the tube of the proximity switch The sealing elements are then arranged through the pipe in the inner sleeve in their final Position brought and thus from the relaxed state into one spent tense and thus sealing condition.
Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Näherungsschalter auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 2 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenin the Individual there are now a variety of ways, the proximity switch according to the invention to design and develop. This is referred to on the one hand to the claims subordinate to claim 2, on the other hand to the description of preferred embodiments in conjunction with the drawing. In the drawing show
Die
in den Figuren im einzelnen dargestellten Näherungsschalter
Zum
Sensormodul
Das
Gehäuse
Das
Endstück
des in den
Die
Eine
besonders sichere, insbesondere verdrehsichere Verbindung von Gehäuse
Die
Verdrehsicherheit des Adapters
Damit
der Näherungsschalter
Eine
andere, nicht erfindungsgemäße Möglichkeit
der Realisierung der Verbindung zwischen dem Gehäuse
Auf
Aussparungen
Die
in den
Im
Unterschied dazu zeigt
Die
Neben
der zusätzlichen
Fixierung des Sensormoduls
Der
Steckeranschluß
Zunächst
wird sowohl auf den Abschnitt
First, both on the section
Claims (13)
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