DE102013202966B3

DE102013202966B3 - Näherungsschalter mit einem Kabelanschluss

Info

Publication number: DE102013202966B3
Application number: DE201310202966
Authority: DE
Inventors: Horst Peter; Jörg Kohlhage; Gilbert Anzer; Christian Wolf
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2014-04-10
Anticipated expiration: 2033-02-23

Abstract

Näherungsschalter mit einem Gehäuse 1 und einem Anschlusskabel 2, wobei das Gehäuse 1 eine Kabeldurchführung 3 und das Anschlusskabel 2 einen Kabelstopfen 4 aufweisen, der Kabelstopfen 4 formschlüssig mit dem Gehäuse 1 verbunden ist und die Kabeldurchführung 3 mit dem Kabelstopfen 4 eine erste zugentlastende Dichtung 5, und eine zweite fluiddichte Dichtung 6 bildet. Der Kabelstopfen 2 ist an das Anschlusskabel 1 angespritzt und staubdicht mit dem Gehäuse verbördelt. Der Kabelstopfen 4 besteht vorteilhaft aus faserverstärktem Polyamid und weist als zweite fluid- oder gasdichte Dichtung 6 einen O-Ring oder eine angespritzte Lamelle 7 auf. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Näherungsschalters beansprucht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Näherungsschalter mit einem Kabelanschluss entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Näherungsschalter, insbesondere induktive, kapazitive oder optische werden in vielen Bereichen der Automatisierungstechnik eingesetzt. Sie weisen einen Sensor zur berührungslosen Erfassung eines Gegenstandes, eine elektronische Auswerteschaltung und einen elektrischen Anschluss auf. Um den rauen Bedingungen im Industrieeinsatz gerecht zu werden, bestehen viele Gehäuse zumindest teilweise aus Metall.
Wegen ihres günstigeren Preises und des geringeren Raumbedarfs sind die Geräte oft mit einem Kabelanschluss versehen. Solche Geräte werden auch von der Anmelderin in großer Stückzahl hergestellt und vertrieben.
Aus der DE 42 25 267 A1 ist ein Näherungsschalter mit einer Kabeldurchführung bekannt. Er weist einen Kabelstopfen auf, der zumindest teilweise aus einem Schmelzkleber besteht und formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist.
Als problematisch werden der zeitaufwändige und fehleranfällige Einsatz von Schmelzkleber, insbesondere die Gewährleistung einer ausreichenden Dichtigkeit und Zugentlastung angesehen.
Die DE 10 2008 042 991 A1 zeigt ein Sensorelement mit einem Gehäuse und einem Anschlusskabel, wobei das Gehäuse eine Kabeldurchführung und das Anschlusskabel einen angespritzten Kabelstopfen aufweist. Der von einem elastischen Tüllenkörper umgebene Kabelstopfen ist in den Kabeldurchgang eingepresst und durch eine Hinterschneidung gegen Herausziehen gesichert. Der elastische Tüllenkörper ist mit dem Gehäuse verstemmt.
Nachteilig wird die zur Erreichung der geforderten Dichtigkeit offenbar notwendige große Baulänge des Tüllenkörpers und damit auch des Kabelstopfens angesehen.
Die DE 297 02 951 U1 zeigt einen Messwertaufnehmer, bei dem der Sensorbereich von einem Metallgehäuse umgeben ist. Das Metallgehäuse ist durch eine Umbördelung befestigt und durch eine in einer Nut angeordnete Dichtung zusätzlich abgedichtet.
Das Anschlusskabel wird in einer Kappe geführt und zur Kontaktierung auf Anschlussstifte gesteckt. Die Kontaktstifte sind zumindest teilweise umspritzt und über in Vergussmasse eingebettete Anschlussleitungen mit einer den Sensor tragenden Leiterplatte verbunden.
Als nachteilig wird die fehlende Zugentlastung für das Anschlusskabel, sowie das Fehlen einer Abdichtung der Kabelseele angesehen.
Die DE 197 28 370 A1 zeigt eine Kabeldurchführung für das Anschlusskabel eines Gasmessfühlers. Die Dichtanordnung ist mit dem Gehäuse verstemmt. Sie weist ein elastisch verformbares Dichtelement auf, das von einer in axialer Richtung wirkenden Federanordnung gegen ein in auch im Tüllenkörper befindliches Gegenstück gedrückt wird. Die Dichtwirkung wird durch die elastische Verformung des Dichtelements erreicht, das sowohl gegen den Tüllenkörper als auch gegen die Gehäusewand und die Kabelisolation gepresst wird. Als nachteilig werden der vergleichsweise große Platzbedarf, sowie das Federelement angesehen.
Die DE 10 2006 060 648 A1 zeigt eine Anordnung zur elektrischen und mechanischen Ankopplung eines Sensors in einem topfartigen Stahlgehäuse. Der Sensor vollständig mit verstärktem Polyamid umspritzt. Die aus Blechstreifen oder Vierkantdraht bestehenden Kontaktelemente und auch das Ende des Anschlusskabels sind nachträglich umspritzt. Der so entstandenen Spritzkörper ist formschlüssig gegen Herausziehen geschützt.
Als nachteilig werden die große Baulänge und der zweite Umspritzvorgang angesehen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Stand der Technik zu verbessern, und einen Näherungsschalter anzugeben, der sich in kürzerer Zeit produzieren lässt und dessen Kabelanschluss eine bessere Dichtigkeit und Zugfestigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Der abhängige Anspruch 2 betrifft die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung. Der nebengeordnete Anspruch 3 betrifft das Herstellungsverfahren.
Die Wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, das Anschlusskabel in einem separaten Arbeitsgang zu umspritzen und den dabei entstehende Kabelstopfen mit einem kalt verformbaren Gehäuseabschnitt staubdicht zu verbördeln.
So entstehen in einem leicht zu automatisierenden Arbeitsgang eine wirksame Zugentlastung und eine staubdichte Kabeldurchführung.
Der übliche Knickschutz wird überflüssig, weil auch diese Funktion durch den entsprechend gestalteten, angespritzten Kabelstopfen übernommen wird.
Zur Abdichtung gegenüber Flüssigkeiten wird der bekannte, nicht zur Erfindung gehörende O-Ring eingesetzt oder eine zusätzliche Dichtlamelle an den Kabelstopfen angespritzt. Der Kabelstopfen besteht vorteilhaft aus Polyamid und sollte aus Stabilitätsgründen glasfaserverstärkt sein.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt einen optischen Näherungsschalter mit einem quaderförmigen Gehäuse.
2 zeigt die Kabeldurchführung in einer vergrößerten Darstellung.
Das Gehäuse 1 ist an der Kabeldurchführung 3 angeschrägt, um das Kabel 2 vor dem Abknicken zu schützen. Der Kabelstopfen 4 ist ein harter Stopfen aus glasfaserverstärkten Polyamid. Er ist materialschlüssig ggf. unter Zuhilfenahme eines Primers an das Kabel 2 angespritzt bzw. umspritzt. Die Verbindung mit dem Kabelmantel aus PVC oder Polyurethan ist sehr stabil, fast nicht lösbar.
Die Verbördelung des Kabelstopfens 4 erzeugt eine in allen Freiheitsgraden druck-, zug- und verdrehsichere formschlüssige Verbindung 5. Außerdem wird das Eindringen von Schmutz verhindert. So lässt sich das Gehäuse 1 leichter reinigen. Das Gehäuse 1 besteht im Bereich der Kabeldurchführung 3, insbesondere am Bördelrand 8 aus einem kalt verformbaren Material, vorzugsweise aus Metall.
Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Kabelstopfen 4 befindet sich eine zweite Dichtung 6. Sie gleicht thermische Veränderungen der Komponenten, insbesondere die unterschiedlichen Längenausdehnungsdifferenzen von Gehäuse 1 und Kabelstopfen 4 aus. Sie ist in bekannter Weise als O-Ring ausgeführt, oder erfindungsgemäß als Dichtungslamelle 7 an den Stopfen 4 angespritzt.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Material der Dichtungslamelle 7 aus einem Elastomer, insbesondere aus Äthylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder Fluorkautschuk (FKM) besteht und stoffschlüssig mit dem Material des Kabelstopfens 4 verbunden ist.
Die vergrößerte Darstellung in 2 zeigt die erste zugentlastende Dichtung 5 und die formschlüssige Verbindung des Kabelstopfens 4 mit dem Bördelrand 8. Die Dichtungslamelle 7 bildet mit dem Gehäuse 1 die oben erwähnte zweite fluiddichte oder ggf. auch gasdichte Dichtung 6.
Die Erfindung betrifft einen Näherungsschalter mit einem Gehäuse 1 und einem Anschlusskabel 2, wobei das Gehäuse 1 eine Kabeldurchführung 3 und das Anschlusskabel 2 einen Kabelstopfen 4 aufweist, der formschlüssig mit dem Gehäuse 1 verbunden ist, und die Kabeldurchführung 3 mit dem Kabelstopfen 4 eine erste zugentlastende Dichtung 5 und eine zweite fluiddichte oder auch gasdichte Dichtung 6 bildet. Erfindungsgemäß ist der Kabelstopfen 2 an das Anschlusskabel 1 angespritzt und mittels eines als Staubdichtung wirkenden Bördelrandes 8 am Gehäuse 3 gehaltert.
Weiterhin weist die Fluiddichtung 6 eine Dichtungslamelle 7 auf, die erfindungsgemäß aus einem Elastomer besteht und stoffschlüssig mit dem Material des Kabelstopfens 4 verbunden ist.
Der Kabelstopfen 4 besteht vorteilhaft aus einem vorzugsweise glasfaserverstärktem Polyamid.
Quaderförmige Gehäuse 1 werden vorteilhaft an der Kabeldurchführung 3 angeschrägt, um das Kabel 2 vor dem Abknicken zu schützen. Der übliche Knickschutz wird überflüssig, weil seine Funktion durch einen entsprechend verlängerten Kabelstopfen übernommen wird.
Bei der Herstellung des Näherungsschalters wird das Anschlusskabel 2 zunächst mit dem Kabelstopfen 4 umspritzt, dann wird der Kabelstopfen 4 in das Gehäuse 1 eingeführt, das Anschlusskabel 2 mit der Auswerteschaltung verbunden und mit dem Gehäuse 1 verbördelt.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Anschlusskabel
3: Kabeldurchführung
4: Angespritzter Kabelstopfen
5: Erste zugentlastende Dichtung
6: Zweite fluiddichte oder auch gasdichte Dichtung
7: Dichtungslamelle zur Fluiddichtung
8: Kalt verformbarer Bördelrand

Claims

Näherungsschalter mit einem Gehäuse (1) und einem Anschlusskabel (2), wobei das Gehäuse (1) eine Kabeldurchführung (3) und das Anschlusskabel (2) einen Kabelstopfen (4) aufweist, der formschlüssig mit dem Gehäuse (1) verbunden ist, die Kabeldurchführung (3) mit dem Kabelstopfen (4) eine erste zugentlastende Dichtung (5) und eine zweite fluid- oder gasdichte Dichtung (6) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelstopfen (2) an das Anschlusskabel (1) angespritzt ist, mittels eines als Staubdichtung wirkenden Bördelrandes (8) am Gehäuse (3) gehaltert ist, die Fluiddichtung (6) eine Dichtungslamelle (7) aufweist, das Material der Dichtungslamelle (7) ein Elastomer aufweist und die Dichtungslamelle (7) stoffschlüssig mit dem Material des Kabelstopfens (4) verbunden ist.
Näherungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelstopfen (4) ein verstärktes Polyamid enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Näherungsschalters nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verfahrensschritt das Anschlusskabel (2) mit dem Kabelstopfen (4) umspritzt, im zweiten Verfahrensschritt das Anschlusskabel (2) nebst Kabelstopfen (4) in das Gehäuse (1) eingeführt, das Anschlusskabel (2) elektrisch mit der Auswerteschaltung verbunden und der Kabelstopfen (4) im dritten Verfahrensschritt mit dem Gehäuse (1) verbördelt wird.