Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SENSOR HOUSING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/000526
Kind Code:
A1
Abstract:
According to the subject matter of the invention, a process for inserting a plastics body into an opening of a sensor housing is provided, wherein the opening has a side surface with an edge, in which a collar-like bead is formed on the edge and a shoulder-like protrusion for supporting the plastics body is formed on the side surface, a strip-like seal is incorporated on the protrusion before the plastics body is placed thereon, the plastics body is placed onto the protrusion of the side surface in such a manner that a side surface of the plastics body is arranged alongside the side surface of the sensor housing such that they impact against one another, and a form-fitting, elastically supported bond is produced by means of deformation between at least one part of the side surface of the sensor housing and a part of the side surface of the plastics body, such as to form a substantially jointless and substantially step-free transition between the sensor housing and the plastics body at the bonding site on the top side of the sensor housing and of the plastics body.

Inventors:
LANGER CHRISTIAN (DE)
TAEUBERT SEBASTIAN (DE)
GEIPEL JOERG (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/003944
Publication Date:
January 05, 2012
Filing Date:
July 02, 2010
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
PEPPERL & FUCHS (DE)
LANGER CHRISTIAN (DE)
TAEUBERT SEBASTIAN (DE)
GEIPEL JOERG (DE)
International Classes:
B23P11/00; B29C65/00; F16B17/00
Domestic Patent References:
WO2003006929A12003-01-23
Foreign References:
DE102006024767A12007-11-29
US20050145330A12005-07-07
US20060005643A12006-01-12
EP0863697A21998-09-09
JPS62251123A1987-10-31
GB1080595A1967-08-23
EP2213406A12010-08-04
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
KOCH, Bertram et al. (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

Verfahren zum Einfügen eines Kunststoffkörpers (50) in eine Öffnung (17) eines Sensorgehäuses ( 10), wobei die Öffnung ( 17) eine Seitenfläche (30) mit einem Rand (20) aufweist, indem

an dem Rand (20) ein kragenförmiger Wulst ( 15) und an der Seitenfläche (30) ein schulterförmiger Absatz (35) zur Auflage der Kunststoffkörpers (50) ausgebildet ist,

auf dem Absatz (35) vor dem Auflegen der Kunststoffkörpers (50) eine streifenförmige Dichtung (40) eingebracht wird,

der Kunststoffkörper (50) auf den Absatz (35) der Seitenfläche (30) des Sensorgehäuses (10) derart aufgelegt wird, dass eine Seitenfläche (55) der Kunststoffkörpers (50) mit der Seitenfläche (35) des Sensorgehäuses (10) stoßförmig aneinandergereiht wird,

mittels Umformung zwischen wenigstens einem Teil der Seitenfläche (30) des Sensorgehäuses (10) und einem Teil der Seitenfläche (55) des Kunststoffkörpers (50) eine formschlüssige elastisch unterstützte Verbindung erzeugt wird, so dass an der Verbindungsstelle (100) auf der Oberseite des Sensorgehäuses (10) und des Kunststoffkörpers (50) ein im Wesentlichen fugenloser und im Wesentlichen stufenfreier Übergang zwischen dem Sensorgehäuse (10) und dem Kunststoffkörper (50) ausgebildet wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Umformung an der Seitenfläche des Sensorgehäuses (10) ein rücklaufendes Profil ausgebildet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Seitenfläche (55) des Kunststoffkörpers (50) ein stufenförmiger Absatz (60) ausgebildet wird .

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Dichtung (40) zwischen dem Sensorgehäuse (10) und der Kunststoffkörpers (50) ein elastischer Formschluss erzeugt wird, der die Kunststoffkörpers (50) im Wesentlichen senkrecht in Richtung der Oberfläche der Gehäuseoberfläche (10) drückt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sensorgehäuse (10) und dem Kunststoffkörper (50) ein klebstofffreier Verbund ausgebildet wird, der undurchlässig für Flüssigkeiten ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sensorgehäuse (10) und dem Kunststoffkörper (50) ein klebstofffreier Verbund ausgebildet wird, der undurchlässig für atmosphärische Gase ist.

Sensorgehäuse ( 10), aufweisend

eine Öffnung ( 17) mit einem Rand (20) und einer Seitenfläche (30) eines Sensorgehäuses (10), das senkrecht zu der Oberfläche des Sensorgehäuses (10) ein rücklaufendes Profil und einen schulterförmigen Absatz (35) aufweist,

eine auf dem Absatz (35) aufliegende streifenförmige Dichtung (40) eines Kunststoff körpers (50) mit einer Seitenfläche (55), die teilweise stoßförmig an die Seitenfläche (30) des Sensorgehäuses (10) anliegt und die Unterseite der Kunststoffkörpers (50) teilweise auf der Dichtung (40) aufliegt,

eine Verbindungsstelle ( 100), welche auf Oberseite des Sensorgehäuses (10) und des Kunststoffkörpers (50) einen im Wesentlichen fugenlosen und im Wesentlichen stufenfreien Übergang zwischen dem Sensorgehäuse (10) und dem Kunststoffkörper (50) ausbildet.

Sensorgehäuse (10), nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (10) eine Öffnung (17) mit einem darin angeordne¬ ten Kunststoffkörper (50) aufweist. Sensorgehäuse (10), nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (40) als elastischer umlaufender Strei¬ fen ausgebildet ist.

Sensorgehäuse ( 10), nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle ( 100) einen klebstofffreien Übergang zwischen der Seitenfläche des Sensorgehäuses ( 10) und der Seitenfläche des Kunststoffkörpers (50) ausbildet.

Description:
- - 0 003944

Sensorgehäuse

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfügen eines Kunststoffkörpers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Sensorgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

Das Einfügen von Kunststoffen in ein Metallgehäuse ist in der Technik ein wichtiger Bestandteil, insbesondere in Bereichen in denen eine optische Kon ¬ trolle von Fertigungsprozessen notwendig ist. Im Bereich der Lebensmitteltechnik werden an derartige Verbindungen oftmals erhöhte Anforderungen an die physikalischen und chemischen Eigenschaften gestellt, insbesondere muss eine derartiger Verbund hohe Anforderungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit, der Dichtheit erfüllen und die entsprechenden Normen einhalten. Weiterhin unterliegen derartige Verbindungen stark wechselnden Temperaturen im Bereich von -40°C bis 120°C und unterliegen Druckschwankungen im Bereich von mehreren Bar. Um diese hohen Anforderungen erfüllen zu können, werden bei herkömmlichen Verfahren die Verbindungsstellen zwischen dem Gehäuse und des Kunststoffkörpers mittels mechanischen Befestigungsmitteln, wie Schrauben und Klammern, und oder chemischen Dichtungsmitteln zumeist in Form von Klebemittel geschützt. Nachteilig ist jedoch, dass die zwischen den Dichtflächen der aneinanderliegenden Seitenflächen des Gehäuserandes und des Kunststoffkörpers eingebrachten Klebemittel und oder Dichtmittel unerwünschte Inhaltstoffe enthalten, die eventuell abgegeben werden und nicht ausreichend alterungsbeständig sind. Andererseits sind mechanische Befestigungsmittel aufwändig in der Herstellung und verursachen vielfältige hygienische Nachteile, insbesondere bei der Reinigung.

Des weiteren ist es wünschenswert, insbesondere an der Oberfläche an der Schnittstelle zwischen den beiden Materialien einen möglichst ebenen, fugenfreien Übergang auszubilden, um ein Einlagern von Stoffen zu unterdrücken . Im allgemeinen sind hierzu nach dem Zusammenfügen aufwändige mechanische Nachbearbeitungsschritte notwendig, um die erforderliche Oberflächenbeschaffenheit zu gewährleisten.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin ein Verfahren zum Einfügen eines Kunststoff körpers und ein Sensorgehäuse anzugeben, die jeweils die Nachteile des Standes der Technik verringern.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Einfügen eines Kunststoffkörpers mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einem Sensorgehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Gemäß dem Gegenstand der Erfindung nach Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Einfügen eines Kunststoffkörpers in eine Öffnung eines Sensorgehäuses bereitgestellt, wobei die Öffnung eine Seitenfläche mit einem Rand aufweist, indem an dem Rand ein kragenförmiger Wulst und an der Seitenfläche ein schulterförmiger Absatz zur Auflage des Kunststoffkörpers ausgebildet ist, auf dem Absatz vor dem Auflegen des Kunststoff körpers eine streifenförmige Dichtung eingebracht wird, der Kunststoff körper auf den Absatz die Seitenfläche derart aufgelegt wird, dass eine Seitenfläche des Kunststoffkörpers mit der Seitenfläche des Sensorgehäuses stoßförmig aneinandergereiht wird, mittels einer Umformung zwischen wenigstens einem Teil der Seitenfläche des Sensorgehäuses und einem Teil der Seitenfläche des Kunststoff körpers eine formschlüssige elastisch unterstützte Verbindung erzeugt wird, so dass an der Verbindungsstelle auf der Oberseite des Sensorgehäuses und des Kunststoff körpers ein im Wesentlichen fugenloser und im Wesentlichen stufenfreier Übergang zwischen dem Sensorgehäuse und dem Kunststoff körper ausgebildet wird.

Gemäß dem Gegenstand der Erfindung nach Anspruch 7 wird ein Sensorgehäuse bereitgestellt, aufweisend eine Öffnung mit einem Rand und einer Seitenfläche die senkrecht zu der Oberfläche des Sensorgehäuses ein rücklaufendes Profil und einen schulterförmigen Absatz ausbildet, eine auf dem Absatz aufliegende streifenförmige Dichtung und ein Kunststoffkörper mit einer Seitenfläche, die teilweise stoßförmig an die Seitenfläche des Sensorgehäuses anliegt, wobei die Unterseite des Kunststoffkörpers teilweise auf der Dichtung -3- T/EP2010/003944 aufliegt und eine Verbindungsstelle, welche auf Oberseite des Sensorgehäuses und des Kunststoffkörpers einen im Wesentlichen fugenlosen und im Wesentlichen stufenfreien Übergang zwischen dem Sensorgehäuse und dem Kunststoffkörpers ausbildet.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass zwei unterschiedliche Materialien ohne zusätzliche mechanische oder chemische Befestigungsmittel aneinandergefügt werden können. Ferner wird eine Ausbildung von Fugen und Stufen zumindest an deren Oberflächen unterdrückt. Hierdurch ist es möglich einen klebstofffreien Verbund auszubilden, der weitestgehend undurchlässig für atmosphärische Gase und oder Flüssigkeiten ist. Insbesondere bei einer Anwendung im Lebensmittelbereich unterdrückt die weitgehende Fugenfreiheit der Oberfläche und die Klebstofffreiheit eine unerwünschte Einlagerung von Stoffen oder eine Abgabe von Klebstoffmittel, die die hygienischen oder aseptischen Eigenschaften des Verbundes verschlechtern würden. Ferner wird aufgrund des Umformprozesses in Verbindung mit einer angepassten Profilführung von den beiden Seitenflächen ein stufenloser Übergang zwischen der Oberseite des Sensorgehäuses und der Oberseite des Kunststoffkörpers ohne die bisher notwendigen zusätzlichen Nachbearbeitungsschritte wie beispielsweise Polieren oder Fräsen erzielt.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird mittels der Umformung an der Seitenfläche des Sensorgehäuses ein rücklaufendes Profil ausgebildet, um den Kunststoffkörpers gegenüber dem Sensorgehäuse gegen eine senkrechte Verschiebung zu sichern. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass die Dichtung zwischen dem Sensorgehäuse und des Kunststoffkörpers aus einem elastischen Material wie beispielsweise Viton, Gummi oder Verbundkunststoffen besteht, um einen elastischen Formschluss zu erzeugen, der im Wesentlichen senkrecht zu der Metalloberfläche wirkt. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der äußere Rand des Kunststoffkörpers geeignet angefast wird, um die Ausbildung der hinterschnittenen Seitenfläche des Sensorgehäuses zu begünstigen. Gemäß einer anderen Weiterbildung ist es vorteilhaft, auch die Seitenfläche des Kunststoffkörpers mit einem stufenförmigen Absatz zu versehen. Hierbei wird das Profil des Absatz geeignet gewählt, so dass bei der Umformung nur die Unterseite des Absatzes des Kunststoffkörpers auf der Dichtung aufliegt und wenigstens ein Teil der Unterseite des Kunststoffkörpers zwischen den Rändern des Sensorgehäuses bei dem Umformprozess durchfedern kann.

Durch diese Ausbildung lässt sich, insbesondere unter Verwendung von optisch durchlässigen Kunststoffen, eine Möglichkeit zur Kontrolle von Fertigungsprozessen schaffen, ohne die Sensoren infolge direkten Kontakts mit chemisch oder mechanisch aggressiven Materialien zu beschädigen. Weiterhin ist es durch Wahl geeigneter Kunststoffe möglich, elektrische oder magnetische Felder durch den Kunststoffkörper, der im Allgemeinen scheibenförmig ausgebil ¬ det ist, hindurch zusenden oder zu empfangen. Derartige Felder werden nämlich von Metallen im Allgemeinen abgeschirmt.

Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass bei dem erfindungsgemäßen Gehäuse mit einliegendem Kunststoffkörper die Dichtung bevorzugt als elastischer umlaufender Streifen ausgebildet wird. Weiterhin können die elastischen Eigenschaften und die geometrische Ausführung der Dichtung je nach Anforderung und in Abhängigkeit von den bei der Umformung wirkenden Kräfte geeignet gewählt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnungen beschriftet. Darin zeigen die :

Figur 1 eine schematische Schnittzeichnung durch ein Sensorgehäuse mit aufliegendem Kunststoffkörper im ungefügten Zustand,

Figur 2 eine schematische Schnittzeichnung im verbundenen Zustand, gemäß einer ersten Ausführungsform,

Figur 3 eine schematische Schnittzeichnung im verbundenen Zustand, gemäß einer weiteren Ausführungsform, - - Figur 4 eine Draufsicht auf ein Sensorgehäuse mit eingebettetem

Kunststoffkörper im gefügten Zustand.

Die Schnittzeichnung der Figur 1 zeigt eine unverbundene Anordnung eines Sensorgehäuses 10 mit einem an einem Rand 20 des Sensorgehäuses 10 aus- gebildetem Wulst 15. Des Weiteren weist das Sensorgehäuse 10 eine Seitenfläche 30 mit einem stufenförmigen Absatz 35 auf. Auf dem Absatz 35 liegt eine Dichtung 40 auf. Ferner weist das Sensorgehäuse 10 eine Öffnung 17 mit einem innenliegenden Kunststoff körper 50 auf. Der Kunststoff körper 50 weist eine Seitenfläche 55 mit einem stufenförmigen Absatz 60 auf. Ferner ist an dem oberen Rand des Kunststoffkörpers 50 eine Fase 65 ausgebildet. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die Erstreckung des Absatzes 60 parallel zu der Oberfläche der Kunststoffkörpers 50 etwas größer, als die Erstreckung des Absatzes 35 des Sensorgehäuses 10, das im insbesondere aus etall ausgebildet ist, gewählt. Dies ist bevorzugt, da dann der Kunststoffkörper beim Einpressen bzw. beim Umformvorgang etwas durchfedern kann . Ferner korrespondiert die Erstreckung des Absatzes 35 in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche mit der Dicke des Absatzes 55 des Kunststoffkörpers 50 und der Dicke der Dichtung 40. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind die Seitenflächen 55 des Kunststoffkörpers 50 und des Sensorgehäuses 10 stoß- förmig angeordnet.

In der Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Sensorgehäuse slO und des Kunststoffkörpers 50 in einem verbundenen Zustand, d .h. nach Anwendung des Umformverfahrens dargestellt. Hierbei ist die Seitenfläche 30 des Sensorgehäuses 10 mit der Seitenfläche 55 des Kunststoffkörpers 50 weitgehend formschlüssig verbunden. Auf der Oberfläche des Sensorgehäuses 10 ist der Wulst 15, wie in der Figur 1 dargestellt, nicht mehr vorhanden, da das entsprechende Metall des Sensorgehäuses 10 unter Ausbildung eines rücklaufenden Abschnitts 75 der Seitenkante 30 des Sensorgehäuses 10 einen Form- schluss mit der Fase 65 ausbildet. Weiterhin bildet die Oberfläche des Kunststoffkörpers 50 mit der Oberfläche des Sensorgehäuses 10 an der Verbindungsstelle 70 einen stufenlosen und fugenlosen Übergang aus. Durch die Umformung ist die Dichtung 40 elastisch verformt und presst nunmehr den Kunst- - -

Stoffkörper 50 in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche auf den rücklaufenden Abschnitts 75 der Seitenfläche 35 des Sensorgehäuses 10. Des Weiteren wird mittels der Dichtung 40 die Seitenfläche 35 gegenüber der Seitenfläche 55 unter Ausbildung eines Spalts 78 abgedichtet. Je nach Größe und Elastizität der umlaufenden Dichtung 40 und in Abhängigkeit der geometrischen Abmessungen der Materialeigenschaften der verwendeten Metall- und Kunststoffflächen, sowie der Geometrie der stufenförmigen Absätze an den Seitenkanten, lässt sich sowohl der Anpressdruck des Kunststoffkörpers gegenüber dem Sensorgehäuse, als auch die Größe des Spaltes an der Seitenfläche einstellen. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass trotz eines vertikalen Spaltes zwischen der Dichtung und der Seitenkante des Sensorgehäuses eine zuverlässige Abdichtung im Bereich des Übergangs zwischen der Kunststoffkörpers und des Sensorgehäuses gewährleistet ist.

Gemäß der Ausführungsform der Figur 3 zeigt das Schnittbild im Bereich der Seitenflächen 30 des Sensorgehäuses 10 und den Seitenflächen 55 des Kunststoffkörpers 50 einen vollständigen Formschluss zwischen den beiden Flächen. Demgemäß wird von der Dichtung der Raum zwischen dem Absatz 35 und dem Absatz 60 vollständig ausgefüllt.

Die Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Sensorgehäuses 10 und mit eingefügtem Kunststoffkörper 50. An einer Verbindungsstelle 100 bildet das Sensorgehäuse 10 und der Kunststoffkörper 50 einen nahezu fugenfreien und nahezu stufenfreien Übergang aus. Trotz des kleinen Krümmungsradius entlang der Verbindungsstelle 100, ist es durch die entsprechende Duktilität des für das Sensorgehäuse 10 verwendeten Metalls sichergestellt, dass mittels der Umformung auch in den Kantenbereichen auf der Oberfläche ein weitgehend fugenfreier und weitestgehend stufenfreier Übergang ausgebildet wird, ohne dass eine mechanische Nachbehandlung der Oberfläche erforderlich ist. Des Weiteren wird eine zuverlässige, mechanisch belastbare dichte Verbindung ohne die Verwendung von mechanischen oder chemischen Befestigungsmittel bereitgestellt, die besonders für Anwendungen im Bereich der Lebensmitteltechnik geeignet ist.




 
Previous Patent: METAL-PLASTIC BOND

Next Patent: DEVICE FOR SWIVELING A DISK