FR2598216A1

FR2598216A1 - Proximity detector

Info

Publication number: FR2598216A1
Application number: FR8606288A
Authority: FR
Inventors: Mihail Macovschi; Yves Mollier
Original assignee: PETERCEM SA
Current assignee: PETERCEM SA
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1987-11-06
Anticipated expiration: 2006-04-30
Also published as: FR2598216B1

Abstract

A seal 10 ensures leaktightness between the plastic envelope 1 and the metal connector 7. The electronic components are carried by cards 14, 16 carried by the connector and embedded in a gel 22. There is no direct contact between the connector 7 and the metal insert 3 for holding the envelope 1.

Description

Détecteur de proximité.Proximity sensor.

L'invention concerne un détecteur de proximité. The invention relates to a proximity sensor.

I1 est connu de réaliser des détecteurs de proximité de forme générale cylindrique, dont une extrémité est constituée par un connecteur métallique, dont l'enveloppe est en matière plastique. It is known to produce proximity detectors of generally cylindrical shape, one end of which is constituted by a metal connector, the casing of which is made of plastic.

Ces détecteurs comportent en général un pot de ferrite pour détecter la cible, placé à l'extrémité opposée au connecteur, et un certain nombre de composants électroniques et de fils de connexion. These detectors generally include a ferrite pot to detect the target, placed at the end opposite to the connector, and a certain number of electronic components and connection wires.

Comme les détecteurs travaillent souvent dans un environnement contraignant, on place les divers éléments dans l'enveloppe plastique, on les noie dans une résine polymérisable qui les immobilise, et on réalise la liaison mécanique entre l'enveloppe plastique et le connecteur au moyen d'un insert métallique. Ce mode de réalisation de détecteur présente plusieurs inconvénients.As the detectors often work in a restrictive environment, the various elements are placed in the plastic envelope, they are drowned in a polymerizable resin which immobilizes them, and the mechanical connection is made between the plastic envelope and the connector by means of a metal insert. This embodiment of the detector has several drawbacks.

Tout d'abord, il n'y a pas d'isolement électrique entre le connecteur et l'insert métallique qui est fixé au support au détecteur. Ensuite la résine polymérisable forme un ensemble rigide incorporant des pièces avec des coefficients de dilatation très divers. First of all, there is no electrical insulation between the connector and the metal insert which is fixed to the support to the detector. Then the polymerizable resin forms a rigid assembly incorporating parts with very different coefficients of expansion.

Aussi la résine présente une masse supplémentaire non négligeable placée le plus souvent vers l'extrémité du détecteur : il en résulte que le détecteur est sensible aux contraintes mécaniques dues à la polymérisation de la résine et aux variations de température, ainsi qu'aux vibrations mécaniques.. En outre, pour assurer cette fabrication, il faut utiliser des fils relativement longs, qui sont difficiles à loger dans l'espace restreint qui reste libre. Enfin, cette disposition n'est pas du tout favorable pour la dissipation de la chaleur en cas d'échauffement.Also, the resin has a non-negligible additional mass, most often placed towards the end of the detector: the result is that the detector is sensitive to the mechanical stresses due to the polymerization of the resin and to temperature variations, as well as to mechanical vibrations. .. In addition, to ensure this manufacture, it is necessary to use relatively long wires, which are difficult to accommodate in the limited space which remains free. Finally, this arrangement is not at all favorable for the dissipation of heat in the event of heating.

Le but de la présente invention est de proposer un détecteur, de construction particulière, qui ne présente pas ies inconvénients précédents, qui soit bien isolé galvaniquement , susceptible d'assurer une bonne dissipation thermique, peu sensible aux vibrations, léger, ayant un bon isolement diélectrique, et présentant une bonne étanchéité entre le connecteur métallique et l'enveloppe plastique. The object of the present invention is to provide a detector, of particular construction, which does not have the above drawbacks, which is well galvanically isolated, capable of ensuring good heat dissipation, not very sensitive to vibrations, light, having good insulation. dielectric, and having a good seal between the metal connector and the plastic casing.

L'invention a pour objet un détecteur de proximité, comportant une enveloppe cylindrique en matière plastique tenue par un insert métallique et un connecteur métallique, un pot de ferrite étant collé au fond de l'enveloppe, et le circuit électronique étant logé dans l'enveloppe, caractérisé en ce que l'étanchéité entre l'intérieur du détecteur et l'extérieur est assurée par un seul joint torique placé entre le bord de l'enveloppe cylindrique et la partie frontale du connecteur
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- le circuit électronique est réparti sur trois cartes fixées sur le connecteur
- les cartes sont reliées entre elles par des traverses rigides et conductrices
- chaque carte porte, près du connecteur, une diode de protection contre les surtensions
- les cartes sont fixées au connecteur par l'intermédiaire des pattes de connexion des diodes ou de fils de gros diamètre
- les diodes sont disposées longitudinalement dans l'enveloppe
- les diodes sont disposées transversalement dans l'enveloppe
- l'intérieur de l'enveloppe est noyé dans un gel diélectrique
- entre le connecteur et l'insert l'isolement galvanique est assuré par, d'une part une cale isolante, , d'autre part une rondelle ou une collerette et son bord rabattu
D'autres caractéristiques ressortent de la description qui suit faite avec référence au dessin annexé sur lequel on peut voir
Figure 1 : une vue en coupe axiale partielle d'un premier mode de réalisation du détecteur selon l'invention, avec les diodes disposées longitudinalement
Figure 2 : une vue en coupe selon la ligne AA de la figure 1
Figure 3 : une vue en coupe axiale partielle d'un deuxième mode de réalisation du détecteur selon l'invention, avec les diodes disposées transversalement
Figure 4 : une vue en coupe selon la ligne BB de la figure 3
Figure 5 : une vue agrandie d'un mode de réalisation de la liaison isolée entre insert et connecteur
Figure 6 : une vue agrandie d'une variante de réalisation de la liaison isolée entre insert et connecteur.The subject of the invention is a proximity detector, comprising a cylindrical plastic casing held by a metal insert and a metal connector, a ferrite pot being glued to the bottom of the casing, and the electronic circuit being housed in the enclosure, characterized in that the seal between the interior of the detector and the exterior is ensured by a single O-ring placed between the edge of the cylindrical enclosure and the front part of the connector
According to other features of the invention
- the electronic circuit is distributed on three cards fixed on the connector
- the cards are interconnected by rigid and conductive crosspieces
- each card carries, near the connector, a surge protection diode
- the cards are fixed to the connector via the connection tabs of the diodes or large diameter wires
- the diodes are arranged longitudinally in the envelope
- the diodes are arranged transversely in the envelope
- the inside of the envelope is embedded in a dielectric gel
- between the connector and the insert, the galvanic isolation is ensured by, on the one hand an insulating shim,, on the other hand a washer or a flange and its folded edge
Other characteristics appear from the following description made with reference to the attached drawing on which one can see
Figure 1: a partial axial sectional view of a first embodiment of the detector according to the invention, with the diodes arranged longitudinally
Figure 2: a sectional view along line AA of Figure 1
Figure 3: a partial axial sectional view of a second embodiment of the detector according to the invention, with the diodes arranged transversely
Figure 4: a sectional view along line BB of Figure 3
Figure 5: an enlarged view of an embodiment of the isolated connection between insert and connector
Figure 6: an enlarged view of an alternative embodiment of the isolated connection between insert and connector.

En se reportant au dessin, on voit que le détecteur selon l'invention se présente sous forme d'une enveloppe cylindrique en matière plastique 1, fermée à une extrémité par un fond 2 venu de moulage, et tenue par un insert 3 muni de nervures annulaires internes pour assurer l'accrochage avec l'enveloppe 1. Referring to the drawing, it can be seen that the detector according to the invention is in the form of a cylindrical plastic casing 1, closed at one end by a bottom 2 molded, and held by an insert 3 provided with ribs internal annulars to ensure attachment to the casing 1.

L'insert 3 est de forme générale cylindrique. Son extrémité libre présente un épaulement annulaire 4 , et se termine par une paroi amincie 5 susceptible d'être rabattue < 5') par sertissage sur la bride 6 du connecteur 7. Le connecteur 7 assure les liaisons électriques entre le détecteur et la centrale d'exploitation des signaux du détecteur. En avant de la bride 6 , il présente une partie frontale 8 cylindrique, qui pénètre à l'intérieur de l'insert 3, et vient se placer devant le bord 9 de l'enveloppe 1 du détecteur. Selon l'invention, un joint torique 1 unique est prévu entre le bord 9 de l'enveloppe et la partie frontale 8 du connecteur, pour assurer l'étanchéité.Ce joint étant dans un plan radial, l'étanchéité est assurée quelle que soit la température car à cet emplacement les dilatations importantes sont radiales; l'effet des faibles dilatations longitudinales est compensé par l'élasticité du joint.The insert 3 is of generally cylindrical shape. Its free end has an annular shoulder 4, and ends in a thinned wall 5 capable of being folded down <5 ′) by crimping on the flange 6 of the connector 7. The connector 7 provides the electrical connections between the detector and the central of the detector signals. In front of the flange 6, it has a cylindrical front part 8, which penetrates inside the insert 3, and is placed in front of the edge 9 of the envelope 1 of the detector. According to the invention, a single O-ring 1 is provided between the edge 9 of the casing and the front part 8 of the connector, to ensure sealing. This seal being in a radial plane, sealing is ensured whatever the temperature because at this location the significant expansions are radial; the effect of small longitudinal expansions is offset by the elasticity of the joint.

La partie frontale 8 du connecteur porte des cosses 11 rigides , auxquelles sont fixés les fils de liaison 12. Des diodes 13 sont prévues avec chacune une borne fixée directement à une cosse pour avoir un contact thermique efficace avec le connecteur et une bonne tenue mécanique. The front part 8 of the connector carries rigid lugs 11, to which the connecting wires 12 are fixed. Diodes 13 are provided with each a terminal fixed directly to a terminal to have effective thermal contact with the connector and good mechanical strength.

Le circuit électronique du détecteur est réparti sur trois cartes électroniques : une carte centrale 14, qui peut être constituée de deux cartes dos à dos, et qui porte des composants électroniques 27, 28 répartis sur ses deux faces ; et deux cartes latérales 15 et 16 portant chacune des composants électroniques 29,30 sur une face. Les cartes 15 et 16 sont reliées à la carte centrale 14 par des traverses 17 et 18, respectivement, qui sont rigides et conductrices. The electronic circuit of the detector is distributed over three electronic cards: a central card 14, which can consist of two cards back to back, and which carries electronic components 27, 28 distributed on its two faces; and two side cards 15 and 16 each carrying electronic components 29.30 on one side. The cards 15 and 16 are connected to the central card 14 by crosspieces 17 and 18, respectively, which are rigid and conductive.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, la carte centrale 14 est la carte d'alimentation et de détection. et les deux cartes latérales 15 et 16 les cartes de sortie. Sur les cartes électroniques, les composants de puissance sont disposés vers les diodes 13, notamment les transistors de commande des circuits de sortie. In the exemplary embodiment of FIG. 1, the central card 14 is the supply and detection card. and the two side cards 15 and 16 the output cards. On the electronic cards, the power components are arranged towards the diodes 13, in particular the control transistors of the output circuits.

Les seuls fils apparents dans le détecteur sont les fils 19 qui relient la carte centrale 14 au bobinage du pot de ferrite 2. Ce pot de ferrite est collé au fond 2 de l'enveloppe. Il est avantageusement guidé et maintenu par un pion central 21 solidaire du fond, par exemple venu de moulage. Pour éviter de charger le fond de l'enveloppe, et pour que le pot de ferrite 2 n'ait pas tendance à se décoller, les cartes électroniques 14-16 sont fixées mécaniquement sur le connecteur 7 par l'intermédiaire des diodes 13. Ces diodes, dont le role est de protéger contre les surtensions les trois circuits électroniques portes par les cartes 14-16, qui sont isolés galvaniquement entre eux, sont, de préférence, des diodes Zener de puissance. The only wires visible in the detector are the wires 19 which connect the central card 14 to the winding of the ferrite pot 2. This ferrite pot is glued to the bottom 2 of the envelope. It is advantageously guided and maintained by a central pin 21 secured to the bottom, for example from molding. To avoid loading the bottom of the envelope, and so that the ferrite pot 2 does not tend to come off, the electronic cards 14-16 are mechanically fixed to the connector 7 by means of the diodes 13. These diodes, the role of which is to protect against overvoltages the three electronic circuits carried by the cards 14-16, which are galvanically isolated from each other, are preferably Zener power diodes.

Pour diminuer les contraintes mécaniques dues aux vibrations et assurer un bon isolement diélectrique dans le détecteur, on noie l'intérieur de l'enveloppe 1 avec un gel diélectrique 22, au silicone par exemple. Ce gel présente plusieurs avantages. Tout d'abord sur le plan diélectrique, le gel est plus efficace qu'un gaz. Ensuite, en raison de sa viscosité, il amortit les vibrations éventuelles des cartes. Par ailleurs, sa densité étant la moitié environ de celle d'une uns résine polymérisée, il réduit le poids du détecteur, ce qui atténue les problèmes de tenue mécanique et de vibration du détecteur dont la fréquence de résonance devient plus élevée qu'avec une résine polymérisée.En outre, comme les cartes sont fixées au connecteur, il n'est pas nécessaire d'assurer une tenue mécanique de ces cartes par rapport à l'enveloppe du détecteur,, ce qui était le rible principal de la résine. Enfin, étant totalement déformable, le gel ne crée pas de contraintes mécaniques sur les composants et les cartes électroniques. To reduce the mechanical stresses due to vibrations and ensure good dielectric isolation in the detector, the interior of the envelope 1 is drowned with a dielectric gel 22, with silicone for example. This gel has several advantages. First of all on the dielectric level, the gel is more effective than a gas. Then, due to its viscosity, it dampens any vibrations of the cards. In addition, its density being approximately half that of a polymerized resin, it reduces the weight of the detector, which mitigates the problems of mechanical strength and vibration of the detector whose resonant frequency becomes higher than with a polymerized resin. In addition, as the cards are fixed to the connector, it is not necessary to ensure mechanical resistance of these cards relative to the envelope of the detector, which was the main target of the resin. Finally, being completely deformable, the gel does not create mechanical stress on components and electronic cards.

Sur les figures 1 et 2, les diodes 13 sont représentées dans une disposition longitudinale par rapport au détecteur. Sur les figures 3 et 4, elles sont disposées transversalement. Pour fixer les cartes électroniques sur le connecteur 7, on peut soit utiliser les pattes de connexion des diodes 13, soit uitliser des fils de gros diamètre. In Figures 1 and 2, the diodes 13 are shown in a longitudinal arrangement relative to the detector. In Figures 3 and 4, they are arranged transversely. To fix the electronic cards on the connector 7, it is possible either to use the connection lugs of the diodes 13, or to use large diameter wires.

Sur la figure 5, est représenté un mode de réalisation d'une liaison isolée entre le connecteur 7 qui est en général en acier inoxydable , et l'insert 3 qui est en général en aluminium. Sur cette figure , on voit que l'enveloppe isolante 1 en matière plastique présente un bord 9 incliné au droit du joint torique d'étanchéité 1. Cette inclinaison a pour objet de maintenir le joint en le sollicitant vers l'extérieur lorsque la partie frontale 8 du connecteur appuie sur le joint 1. Pour éviter tout contact entre le connecteur et l'insert 3, l'enveloppe 1 se prolonge, entre l'insert 3 et la partie frontale 8 du connecteur, par une collerette 23 dont le bord 24 est en contact avec la bride 6 du connecteur.Entre la bride 6 du connecteur et la paroi amincie 5 de l'insert 3 est disposée une cale isolante 25 annulaire, à section droite en équerre, qui se trouve coincée sous la paroi 5 après rabattement de celle-ci. FIG. 5 shows an embodiment of an isolated connection between the connector 7 which is generally made of stainless steel, and the insert 3 which is generally made of aluminum. In this figure, it can be seen that the insulating casing 1 of plastic material has an edge 9 inclined to the right of the O-ring seal 1. The purpose of this inclination is to maintain the seal by urging it outwards when the front part 8 of the connector presses on the joint 1. To avoid any contact between the connector and the insert 3, the casing 1 is extended, between the insert 3 and the front part 8 of the connector, by a flange 23 whose edge 24 is in contact with the flange 6 of the connector.Between the flange 6 of the connector and the thinned wall 5 of the insert 3 is disposed an insulating wedge 25 annular, with a straight cross-section, which is wedged under the wall 5 after folding of it.

Sur la figure 6, est représentée une variante de réalisation de cette liaison isolée entre insert et connecteur. L'enveloppe isolante 1 est interrompue au bord 9 et la cale isolante 25 est la même que sur la figure 5. Une rondelle isolante 26 est placée entre l'épaulement 4 de l'insert et la bride 6 du connecteur. FIG. 6 shows an alternative embodiment of this isolated connection between insert and connector. The insulating casing 1 is interrupted at the edge 9 and the insulating wedge 25 is the same as in FIG. 5. An insulating washer 26 is placed between the shoulder 4 of the insert and the flange 6 of the connector.

Selon l'invention, on voit que l'étanchéité entre l'intérieur du détecteur et l'extérieur est assurée par un seul joint torique îe placé entre le bord 9 de l'enveloppe 1 en matière plastique du détecteur et la partie frontale 8 du connecteur 7. De plus, un isolement galvanique est assuré entre l'insert 3 et le connecteur 7, la cale isolante 25 d'une part, et d'autre part la rondelle 26 ou la collerette 23 et son bord rabattu 24, assurant l'isolement. Enfin, le détecteur selon l'invention avec son enveloppe 1 en matière plastique et son insert métallique 3 présente l'avantage d'avoir les dimensions standardisées des microcontacts. According to the invention, it can be seen that the seal between the interior of the detector and the exterior is ensured by a single O-ring seal placed between the edge 9 of the plastic casing 1 of the detector and the front part 8 of the connector 7. In addition, galvanic isolation is ensured between the insert 3 and the connector 7, the insulating shim 25 on the one hand, and on the other hand the washer 26 or the flange 23 and its folded edge 24, ensuring the 'isolation. Finally, the detector according to the invention with its plastic casing 1 and its metal insert 3 has the advantage of having the standardized dimensions of the microswitches.

Claims

Reslcations

1. Proximity switch, comprising a cylindrical plastic envelope held by a metal insert and a metal connector, a ferrite jar being glued to the bottom of the envelope, and the electronic circuit being housed in the envelope, characterized in that that the seal between the inside of the detector and the outside is ensured by a single O-ring (10) placed between the edge <9) of the cylindrical casing (1) and the front part (8) of the connector <7 )

2. Detector according to claim 1, characterized in that the electronic circuit is distributed over three cards (i4-16) fixed on the connector (7>.

3. Detector according to claim 2, characterized in that the cards are interconnected by rigid and conductive crosspieces (17, 18)

4. Detector according to claim 2, characterized in that each card carries, near the connector, a dipod (13) for protection against overvoltages.

5. Detector according to claim 4, characterized in that the cards are fixed to the connector by means of the connection tabs of the diodes (13) with large diameter wires S12).

6. Detector according to claim 4, characterized in that the diodes (13) are arranged longitudinally in the envelope (1)

7. Detector according to claim 4, characterized in that the diodes <13) are arranged transversely in the envelope.

8. Detector according to claim 2 characterized in that the interior of the envelope (1) is embedded in a dielectric gel (22).

9. Detector according to claim 1 characterized in that between the connector (7) and the insert (3) the galvanic isolation is ensured by, on the one hand an insulating shim <25), on the other hand a washer 26 ) or a flange S23) made of plastic.