DE202007003687U1

DE202007003687U1 - Anordnung mit Gehäuse, elektronischen Bauelementen und Vergussmasse

Info

Publication number: DE202007003687U1
Application number: DE200720003687
Authority: DE
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2017-03-10

Abstract

Anordnung mit
– einem Gehäuse (1, 2), welches wenigstens aus einem zylindrischen Hohlrohr (1) besteht,
– einer Mehrzahl von in das Gehäuse eingebrachten elektronischen Bauelementen (B)
– und einer Vergussmasse (3), welche die elektronischen Bauelemente (B) umschließt, den Raum zwischen diesen und der Innenwand des Hohlrohres (1) ausfüllt und hierdurch die elektronischen Bauelemente (B) in dem Hohlrohr (1) haltert,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Hohlrohr (1) im Bereich der Vergussmasse (3) an seiner Innenwand eine spiralförmig um die Rohrachse verlaufende erste Rille (R1) sowie eine hierzu gegenläufig spiralförmig um die Rohrachse verlaufende zweite Rille (R2) aufweist, so dass die Vergussmasse (3) in beide Rillen (R1, R2) eingreift und die elektronischen Bauelemente (B) über die in beide Rillen (R1, R2) eingreifende Vergussmasse (3) formschlüssig in dem Hohlrohr (1) fixiert sind.

Description

Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Gehäuse, einer Mehrzahl von in das Gehäuse eingebrachten Bauelementen und einer ebenfalls in das Gehäuse eingebrachten Vergussmasse.
Stand der Technik:
Bei Näherungsschaltern, deren Elektronik in ein zylindrisches Gehäuse eingebaut und darin mit Vergussmasse vergossen ist, tritt oftmals das Problem auf, dass das Vergussmaterial an der Innenseite des Gehäuses nur unzureichend haftet. Dies kann z. B. durch häufige Temperaturwechsel, Vibration, mechanische Belastung des Gehäuses oder durch Materialschrumpfung oder -alterung bedingt sein.
In derartigen Fällen ist kein sicherer Halt der Elektronik im Gehäuse mehr gewährleistet; sowohl eine Verschiebung derselben gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung durch Kräfte an der Stirnseite des Gehäuses oder am Anschlusskabel als auch ein Verdrehen der Elektronik z. B. beim Aufsetzen eines Anschluss-Steckers können auftreten, was sehr nachteilig ist. Um solche Störeinflüsse zu vermeiden, wird üblicherweise die Gehäuse-Innenwand aufgeraut. Dies führt jedoch oft nicht zu befriedigenden Ergebnissen, da die durch Aufrauen erzielbare Relieftiefe meist nicht ausreicht, um auf Dauer eine sichere Haftung des Vergussmaterials herbeizuführen.
Eine andere im Stand der Technik bekannte Möglichkeit zur Verbesserung der Haftung besteht darin, in die Innenwand des zylindrischen Geäuses eine Nut oder Rille spiralig einzufräsen, in welche die Vergussmasse eingreift. In diesen Fälen resultiert aus axial einwirkenden Kräften jedoch ein Drehmoment bzw. eine Drehbewegung; gegen Verdrehen bewirkt eine solche Spiralnut keinen guten Schutz.
Aus der DE 195 21 361 A1 ist ein elektrisches Schaltgerät mit einem hülsenförmigen Gehäuse bekannt, in dessen einen Endbereich ein Sensor an der Innenwand des Gehäuses angeklebt ist. Zur Erhöhung der Druckfestigkeit ist die Innenwand des Gehäuses im Klebebereich mit einem Gewinde versehen, das mit Kleber ausgefüllt ist. Es ergibt sich eine feste Verbindung mit dem Sensor, was zu einer verbesserten Beanspruchbarkeit des Schaltgerätes gegenüber hohen äußeren Drücken führt.
Die DE 41 21 819 A1 offenbart einen Gummi-Metall-Spiralnuten-Axial-Welldichring, bei welchem ein Wellenring mit Hilfe von Montagerillen auf eine Welle aufgepresst und aufgeklebt ist.
Technische Aufgabe:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung anzugeben, mittels welcher die genannten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Vergussmasse befindet sind in festem oder gelarigten Aggregatzustand und besteht bevorzugt aus Epoxidharz oder Gießharz oder aus einem weichen, elastischen Material wie z. B. Silikon oder Thermoplast. Die erste und die zweite Rille verlaufen erfindungsgemäß spiralig bzw. schraubenlinienförmig um die Achse des Hohlrohres; sie sind somit jeweils Spiralrillen. Der Windungssinn der beiden Spiralrillen ist erfindungsgemäß gegenläufig. Daher resultiert aus axial einwirkenden Kräften kein Drehmoment auf die Vergussmasse, also keine Drehbewegung derselben. Ferner bewirken die beiden Spiralrillen gemeinsam einen guten Schutz auch gegen Verdrehen, da die Vergussmasse (und damit auch die elektronischen Bauelemente) über deren in die Rilleneingreifenden Teil gegen eine Verdrehung gegenüber dem Hohlrohl formschlüssig fixiert ist. Ebenso ist die Vergussmasse hierdurch gegen eine axiale Bewegung gegenüber dem Hohlrohr fixiert.
Besonders vorteilhaft ist, dass die beiden Spiralrillen mit sehr geringem Aufwand herstellbar sind. Die beiden Spiralrillen bilden eine Doppel-Spiral-Nut, welche gegenläufig auf die Gehäuse-Innenseite aufgebracht bzw. in dieselbe eingebracht, z. B. eingeschnitten, eingraviert oder eingefräst ist. Die beiden Spiralrillen können insbesondere zwei gegenläufige Gewinde bzw. Innengewinde mit großer Steigung sein.
Kurzbeschreibung der Zeichnung, in welcher schematisch anhand einer bevorzugten Ausführungsform zeigen:
1 einen Querschnitt durch einen Näherungssensor mit einer auf einer Platine angeordneten Elektronik, welche in einem zylindrischen Hohlrohr vergossen ist, wobei in die Innenwand des Hohlrohrs zwei gegenläufig spiralige Rillen eingeschnitten sind, und
2 eine planare Abwicklung der Mantelfläche des Hohlrohrs von 1 in Draufsicht auf dessen Innenwand, wobei der in 1 nach rechts weisende Endbereich des Hohlrohres in 2 nach unten weist.
1 zeigt einen Querschnitt durch einen Näherungssensor mit auf einer Platine P angeordneten elektronischen Bauelementen B, welche in einem zylindrischen Hohlrohr 1 mittels einer Vergussmasse 3 vergossen und durch diese in dem Hohlrohr 1 gehaltert sind. Das Hohlrohr 1 ist im Bereich seines im Beispiel von 1 nach rechts weisenden Endes mit einer Stirnplatte 2 versehen. Das Hohlrohr 1 und die Stirnplatte 2 bilden ein zylindrisches Gehäuse 1, 2 für die Elektronik des Näherungssensors, wobei die Bauelemente B Bestandteile dieser Elektronik sind.
Die Platine P durchragt im Beispiel von 1 die Stirnplatte 2 nach rechts und ist sowohl mechanisch als auch elektrisch mit einem Sensorkopf S verbunden, welcher ebenfalls Bestandtel des Näherungssensors ist und sich in einem ebenfalls zylindrischen Zusatzgehäuse Z befindet. Dieses schließt sich im Beispiel von 1 rechts an das Gehäuse 1, 2 an, wobei die Stirnplatte 2 zugleich auch als eine Stirnplatte des Zusatzgehäuses Z fungiert. Die Mantelfläche des Zusatzgehäuses Z und das Hohlrohr 1 können insbesondere gemeinsam durch ein einziges Bauteil, also zusammen einstückig, gebildet sein.
Im Beispiel von 1 ist das Gehäuse 1, 2 nach links durch einen Deckel D abgeschlossen, welcher von mehreren mit der Platine P elektrisch verbundenen Kontaktstiften K durchragt wird. Die Kontaktstifte K dienen zum elektrischen Steckanschluss des Näherungssensors an ein nicht gezeigtes Kabel.
Die Vergussmasse 3 wurde bei Herstellung des Näherungssensors in flüssigem, zähflüssigem, gelartigem, pastenartigem oder breiartigem Zustand in das Gehäuse 1, 2 eingebracht, umschließt die elektronischen Bauelemente B und füllt den Raum zwischen diesen und der Innenwand des Hohlrohres 1 bis zu einem bestimmten Abstand von der Stirnplatte 2 aus. Nach ihrer Einbringung in das Gehäuse 1, 2 ist die Vergussmasse 3 erhärtet oder ausgehärtet oder wurde durch Einflussnahme von außen ausgehärtet, oder hat sich auf sonstige Weise verfestigt, so dass die elektronischen Bauelemente B durch die Vergussmasse 3 in dem Hohlrohr 1 gehaltert sind. Im Bereich des Deckels D befindet sich vorzugsweise keine Vergussmasse. Ebenso enthält das Zusatzgehäuse Z vorzugsweise keine Vergussmasse.
Das Hohlrohr 1 weist im Bereich der Vergussmasse 3 an seiner Innenwand eine spiralförmig um die Rohrachse verlaufende erste Rille R1 von kreissektorförmigem Querschnitt sowie eine hierzu gegenläufig spiralförmig um die Rohrachse verlaufende zweite Rille R2 von rechteckigem Querschnitt aufweist, so dass die Vergussmasse 3 in beide Rillen R1, R2 eingreift und die elektronischen Bauelemente B über die in beide Rillen R1, R2 eingreifende Vergussmasse 3 formschlüssig in dem Hohlrohr 1 fixiert sind. Die beiden Spiralrillen R1, R2 bilden eine gegenläufige Doppel-Spiral-Nut 1, 2.
2 zeigt die Mantelfläche des Hohlrohrs 1 von 1 in Draufsicht auf dessen Innenwand, wobei der in 1 nach rechts weisende Endbereich des Hohlrohres in 2 nach unten weist. In 2 ist die Mantelfläche entlang einer in den 1 und 2 jeweils strichpunktiert eingezeichneten Linie A-A aufgeschnitten und flach (d. h. als planare Abwicklung) dargestellt. Die Spiralrille R1 erscheint daher in 2 als eine Gruppe von vier parallelen, voneinander beabstandeten Linien R1, welche von links nach rechts ansteigen. Der gegenseitige Abstand dieser der zueinander parallelen Linien R1 entspricht dem Betrag der Steigung der Spiralrille R1.
Ebenso erscheint die Spiralrille R2 in 2 als eine Gruppe von vier parallelen, voneinander beabstandeten Linien R2, welche von links nach rechts abfallen, da die Windung der Spiralrille R2 zu derjenigen der Spiralrille R1 erfindungsgemäß gegenläufig ist. Der gegenseitige Abstand der zueinander parallelen Linien R2 entspricht dem Betrag der Steigung der Spiralrille R2. Die Beträge der Steigungen der beiden Spiralrillen R1, R2 sind gleich, die Vorzeichen der Steigungen der beiden Spiralrillen R1, R2 sind jedoch einander entgegengesetzt.
Die Liniengruppen R1, R2 bilden daher in 2 ein Diagonal- bzw.
Rautenmuster, wodurch sowohl eine axiale Verschiebung als auch in beiden Richtungen eine Verdrehung der Vegrussmasse 3 gegenüber dem Hohlrohr 1 verhindert wird. Zur Herstellung der Spiralrillen R1, R2 braucht lediglich ein Drehmeissel bei vorgegebener Drehzahl in das Hohlrohr 1 eingeschoben (Hersttellung der Rille R1) und anschließend wieder herausgezogen (Herstellung der Rille R2) zu werden. Die Erfindung ist daher mit außerordentlich geringem Herstellungsaufwand realisierbar.

1: Hohlrohr
2: Stirnplatte
3: Vergussmasse
A: Schnittlinie
B: elektronische Bauelemente
D: Deckel
K: Kontaktstifte
P: Platine
R1: erste Spiralrille
R2: zweite Spiralrille
S: Sensorkopf
Z: Zusatzgehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19521361 A1 [0005]
- DE 4121819 A1 [0006]

Claims

Anordnung mit – einem Gehäuse (1, 2), welches wenigstens aus einem zylindrischen Hohlrohr (1) besteht, – einer Mehrzahl von in das Gehäuse eingebrachten elektronischen Bauelementen (B) – und einer Vergussmasse (3), welche die elektronischen Bauelemente (B) umschließt, den Raum zwischen diesen und der Innenwand des Hohlrohres (1) ausfüllt und hierdurch die elektronischen Bauelemente (B) in dem Hohlrohr (1) haltert, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrohr (1) im Bereich der Vergussmasse (3) an seiner Innenwand eine spiralförmig um die Rohrachse verlaufende erste Rille (R1) sowie eine hierzu gegenläufig spiralförmig um die Rohrachse verlaufende zweite Rille (R2) aufweist, so dass die Vergussmasse (3) in beide Rillen (R1, R2) eingreift und die elektronischen Bauelemente (B) über die in beide Rillen (R1, R2) eingreifende Vergussmasse (3) formschlüssig in dem Hohlrohr (1) fixiert sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1, 2) im Bereich eines der Enden des Hohlrohres (1) von einer Stirnplatte (2) begrenzt ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (3) den Raum zwischen den elektronischen Bauelementen (B) und der Innenwand des Hohlrohres (1) bis zu einem bestimmten Abstand von der Stirnplatte (2) ausfüllt.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch hgekennzeichnet, dass die Vergussmasse eine solche ist, welche in flüssigem, zähflüssigem, gelartigem, pastenartigem oder breiartigem Zustand in das Gehäuse (1, 2) eingebracht wurde und danach erhärtet ist oder sich verfestigt hat.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauelemente (B) auf einer Platine (P) angeordnet sind, welche wenigstens zum Teil ebenfalls von der Vergussmasse (3) umschlossen ist.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ein Näherungssensor isi und die elektronischen Bauelemente (B) Bestandteile des Näherungssensors sind.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Näherungssensor ein induktiver oder ein kapazitiver Näherungssensor ist.
Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1, 2) zugleich das Gehäuse oder Teil des Gehäuses des Näherungssensors ist.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste und die zweite Rille (R1, R2) ein wenigstens einer Stelle der Innenwand des Hohlrohres (1) schneiden.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Windungen der ersten und der zweiten Rille (R1, R2) jeweils größer ist als 1.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungen der ersten und der zweiten Rille (R1, R2) jeweils konstant sind.
Anordnung nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand des Hohlrohres (1) die erste Rille (R1) echts-Innengewinde und die zweite Rille (R2) ein Links-Innengewinde bildet.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigungen der ersten und der zweiten Rille (R1, R2) betragsmäßig gleich sind.