DE4225267A1 - Elektronisches schaltgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Schaltgerät, insbesondere einen Näherungsschalter, mit einem vorzugsweise hülsenförmigen, an einer Stirn­ seite geschlossenen Gehäuse und mit einem das Gehäuse an der offenen Stirn­ seite verschließenden, mit einer Kabeldurchführung versehenen Stopfen (vgl. z. B. die DE-OSen 27 13 213, 27 58 969, 30 29 595, 31 36 994, 38 18 499 und 41 35 876).

Elektrische Schaltgeräte der in Rede stehenden Art weisen eine aus elektri­ schen und elektronischen Bauteilen bestehende elektrische Schaltung auf, zu der in der Regel ein Anwesenheitsindikator gehört, z. B. ein von außen be­ einflußbarer Oszillator. Die elektrische Schaltung ist dabei ganz oder zu­ mindest teilweise auf einem Bauteileträger verwirklicht, der vorzugsweise aus einem flexiblen Material besteht (vgl. die DE-PS 31 23 372 und die DE-OS 34 14 480). Der Anwesenheitsindikator, beispielsweise also der Oszil­ lator, befindet sich in der Regel an der geschlossenen Stirnseite des Ge­ häuses.

Wenn es einleitend heißt, daß zu dem elektronischen Schaltgerät, mit dem sich die Erfindung befaßt, ein vorzugsweise hülsenförmiges, an einer Stirnseite geschlossenes Gehäuse gehört, so muß dieses Gehäuse nicht einstückig aus­ geführt sein. Vielmehr sind auch solche Gehäuse gemeint, die aus einem Hül­ senteil und einem separaten Deckelteil bestehen (vgl. die DE-OSen 38 18 499 und 41 35 876). Auch kann das - ein- oder mehrteilig ausgeführte - Gehäuse von einer vorzugsweise metallischen Außenhülse umgeben sein (vgl. die DE-OSen 38 18 499 und 41 35 876).

Bei elektronischen Schaltgeräten der Art, von der die Erfindung ausgeht, ist die Realisierung des das Gehäuse an der offenen Stirnseite verschließenden, mit einer Kabeldurchführung versehenen Stopfens und die Verbindung des Stop­ fens mit dem Gehäuse nicht unproblematisch. Der Stopfen muß nämlich vor al­ lem eine einwandfreie Gehäuse- und Kabelabdichtung gewährleisten, so daß die VDE-Schutzart IP 67 oder IP 68 ohne weiteres erreicht werden kann.

Bei elektronischen Schaltgeräten der in Rede stehenden Art ist die elektri­ sche Schaltung häufig von Gießharz umgeben. Auch daraus entstehen besondere Probleme in bezug auf den Stopfen. In der Regel sind vollständig vergossene Schaltgeräte nur durch einen erheblichen zusätzlichen Aufwand möglich, bei­ spielsweise durch einen sogenannten "Kanülenverguß mit Steiger".

Im übrigen führen - mit vertretbarem Aufwand nicht vermeidbare - Maßschwan­ kungen des Gehäuses und des Kabels zu Problemen, und zwar sowohl bei aus elastischem Material bestehenden Stopfen als auch bei aus nicht elastischem Material bestehenden Stopfen. In dem einen wie in dem anderen Fall müssen besondere Abdichtungen vorgesehen werden, beispielsweise Dichtlippen oder O-Ringe (vgl. die DE-OS 38 18 499).

Schließlich muß bei den elektronischen Schaltgeräten, mit denen sich die Er­ findung befaßt, eine sogenannte Kabelzugentlastung verwirklicht werden. Das geschieht in der Regel einerseits durch eine Fixierung der Kabeladern, an­ dererseits durch eine Fixierung des Kabelmantels; in beiden Fällen trägt der Stopfen zur Kabelzugentlastung wenig bei.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das zuvor erläuterte, zum Stand der Technik gehörende elektronische Schaltgerät in bezug auf den Stopfen, in bezug auf die "Verbindung" des Stopfens mit dem Gehäuse und in bezug auf den Anschluß des Kabels, insbesondere in bezug auf die Kabelzugentlastung, zu verbessern.

Das erfindungsgemäße elektronische Schaltgerät, bei dem die zuvor hergelei­ tete und dargestellte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen zumindest teilweise aus einem Schmelz­ kleber besteht. Schmelzkleber sind lösungsmittelfreie, thermoplastische Ein­ komponenten-Klebstoffe, die ihren Aggregatzustand durch Erwärmung von fest nach flüssig ändern und z. B. von der Firma Henkel KGaA unter der Bezeich­ nung "Macromelt", von der Firma Heinrich Bühnen KG unter der Bezeichnung "HBB-Schmelzklebstoffe" bezogen werden können. Schmelzkleber gibt es vor al­ lem auf der Basis von EVA = Ethylenvinylacetat-Copolymer, PA = Polyamid, aPO = Amorphe Poly-Alpha-Olefine, TK = Thermoplastischer Kautschuk und PU = Prepolymer aus Polyesterurethan. Sie zeichnen sich aus durch eine ab­ solute Abdichtung gegen Feuchtigkeit, hohe Wärmestandfestigkeit, exzellen­ tes Temperaturverhalten, sehr gute Haftung auf unterschiedlichen Materia­ lien, hohe Alterungsbeständigkeit, hohe Chemikalienbeständigkeit, Spannungs­ rißbeständigkeit, Pilz- und Fäulnisbeständigkeit sowie sehr gute Verarbei­ tungseigenschaften.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre der Erfindung ergeben sich aus den dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüchen. Im übrigen wird die Erfindung im folgenden anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung nochmals - und ergänzend - erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch das stopfenseitige Ende eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltge­ räts,

Fig. 2 einen Schnitt durch das stopfenseitige Ende eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltge­ räts,

Fig. 3 einen Schnitt durch das stopfenseitige Ende eines dritten Ausfüh­ rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltge­ räts,

Fig. 4 einen Schnitt durch das stopfenseitige Ende eines vierten Ausfüh­ rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltge­ räts, jedoch ohne das Gehäuse, und

Fig. 5 einen Schnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts.

Die Figuren zeigen ein elektronisches Schaltgerät, insbesondere einen Nähe­ rungsschalter, mit einem - nur teilweise dargestellten - hülsenförmigen, an der nicht dargestellten Stirnseite geschlossenen Gehäuse 1 und mit einem das Gehäuse 1 an der offenen Stirnseite verschließenden, mit einer Kabel­ durchführung 2 versehenen Stopfen 3. Nicht dargestellt ist der "wesentliche Inhalt" des Gehäuses 1, nämlich eine aus elektrischen und elektronischen Bauteilen bestehende elektrische Schaltung, die zumindest teilweise auf ei­ nem Bauteileträger 4 verwirklicht ist. Durch die Kabeldurchführung 2 des Stopfens 3 ist ein Kabel 5 bis an den Bauteileträger 4 herangeführt.

Erfindungsgemäß besteht der Stopfen 3 zumindest teilweise aus einem Schmelz­ kleber, also einem lösungsmittelfreien, thermoplastischen Einkomponenten- Klebstoff, der seinen Aggregatzustand durch Erwärmung von fest nach flüs­ sig ändert, beim Abkühlen wieder fest wird und dann eine tragfähige Verbin­ dung zum Gehäuse 1 ergibt.

In den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen besteht der Stopfen 3 vollständig aus einem Schmelzkleber.

Denkbar wäre, den - aus einem Schmelzkleber bestehenden - Stopfen an das Gehäuse anzuspritzen. Vorteilhafter ist jedoch die in den Fig. 1 und 2 dar­ gestellte Ausführungsform, bei der der - aus einem Schmelzkleber bestehen­ de - Stopfen 3 teilweise in das Gehäuse 1 eingespritzt, im übrigen an das Gehäuse 1 angespritzt ist. Dabei reicht der Stopfen 3 im Gehäuse 1 bis an die Bauteile und den Bauteileträger 4 umgebendes Gießharz 6, ohne daß die Trennstelle zwischen dem Gießharz 6 und dem Stopfen 3, d. h. deren Lage und Ausbildung, kritisch wäre.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungs­ gemäßer elektronischer Schalter gehört zu der im übrigen nicht dargestell­ ten elektrischen Schaltung eine Leuchtdiode 7, die im Stopfen 3 realisiert ist; der Stopfen 3 besteht also aus einem transparenten Schmelzkleber. Im übrigen unterscheiden sich die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele erfindungsgemäßer elektronischer Schaltgeräte nur durch die Ausbildung der Leuchtdiode 7; im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Leuchtdiode 7 domartig ausgeführt.

Bei dem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltge­ räts, das in Fig. 3 dargestellt ist, ist der Stopfen 3 als Formteil vorge­ fertigt und durch Erwärmung mit dem Gehäuse 1 und dem Kabel 5 verbunden, - wobei eine nur partielle Erwärmung des aus einem Schmelzkleber bestehen­ den Stopfens 3 ausreicht, unter Umständen auch vorteilhaft sein kann.

Während bei den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen er­ findungsgemäßer elektronischer Schaltgeräte der Stopfen 3 vollständig aus einem Schmelzkleber besteht, gilt dagegen für das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel, daß der Stopfen 3 aus einem Metall- oder Kunststoff- Formteil 8 und aus einem Schmelzkleber bestehenden Ergänzungsteil 9 besteht. Dabei weist dann das Metall- oder Kunststoff-Formteil 8 das Ergänzungsteil 9 aufnehmende Ausnehmungen 10, 11, 12 auf. Im einzelnen sind die das Ergän­ zungsteil 9 aufnehmenden Ausnehmungen 10, 11, 12 als innenliegende Erwei­ terung der Kabeldurchführung 2 (Ausnehmung 10), als außenliegende, ringför­ mige Nut (Ausnehmung 11) und als die Ausnehmung 10 und die Ausnehmung 11 miteinander verbindende, radial verlaufende Bohrungen (Ausnehmungen 12) in dem Metall- oder Kunststoff-Formteil 8 ausgebildet. Das hat dann die Kon­ sequenz, daß das - aus einem Schmelzkleber bestehende - Ergänzungsteil 9 zunächst nur in der Ausnehmung 10 vorhanden ist, die als innenliegende Er­ weiterung der Kabeldurchführung 2 ausgebildet ist. Erst nach dem Einführen des Stopfens 3 in das Gehäuse 1 und dem anschließenden Erwärmen des - aus einem Schmelzkleber bestehenden - Ergänzungsteils 9 erstreckt sich dieses auch in die - als radiale Bohrungen ausgeführten - Ausnehmungen 12 und über die Ausnehmungen 12 in die - als ringförmige Nut ausgebildete - Ausnehmung 11.

Im übrigen zeigt die Fig. 4, daß das Ergänzungsteil 9 an seinem dem nicht dargestellten Gehäuse zugewandten Ende das Metall- oder Kunststoff-Form­ teil 8 übergreift. Nach dem Einführen des Stopfens 3 in das Gehäuse und dem Erwärmen des - aus einem Schmelzkleber bestehenden - Ergänzungsteils 9 des Stopfens 3 besteht über zwei Zylindermantelflächen Haftkontakt zwischen dem Ergänzungsteil 9 des Stopfens 3 und dem Gehäuse und damit zwischen dem Stopfen 3 und dem Gehäuse. Im übrigen besteht Haftkontakt zwischen dem Ergänzungsteil 9 des Stopfens 3 und dem Kabel 5 und damit zwischen dem Stopfen 3 und dem Kabel 5.

Schließlich zeigen die Fig. 1 bis 3 noch insoweit bevorzugte Ausführungs­ beispiele erfindungsgemäßer elektronischer Schaltgeräte, als das Gehäuse 1 im Bereich des Stopfens 3 eine innenliegende, ringförmige Nut 13 aufweist und der Stopfen 3 in der Nut 13 des Gehäuses 1 verankert ist.

Die erfindungsgemäßen, in den Fig. 1 bis 4 dargestellten elektronischen Schaltgeräte sind in bezug auf den Stopfen 3, in bezug auf die "Verbindung" des Stopfens 3 mit dem Gehäuse 1 und in bezug auf den Anschluß des Kabels 5, insbesondere in bezug auf die Kabelzugentlastung, wesentlich verbessert gegenüber den elektronischen Schaltgeräten, die zum Stand der Technik gehören und von denen die Erfindung ausgeht.

Dadurch, daß der Stopfen 3 erfindungsgemäß zumindest teilweise aus einem Schmelzkleber besteht, ist zunächst die Realisierung des Stopfens 3 selbst besonders einfach. Der Stopfen 3 kann, der sehr guten Verarbeitungseigen­ schaften der Schmelzkleber wegen, in einfacher Weise gespritzt werden, ins­ besondere auch, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, in das Gehäu­ se 1 eingespritzt und an das Gehäuse 1 angespritzt werden. Von erheblichem Vorteil ist dabei, daß der niedrigen Viskosität wegen der Schmelzkleber im flüssigen Zustand mit geringem Druck verarbeitet werden kann. Dadurch wer­ den angrenzende Teile geschont. Es kann z. B. nicht passieren, daß der Schmelzkleber in das Kabel 5 wandert, wie das passieren kann, wenn mit relativ hohem Druck gearbeitet werden muß.

Bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät ist desweiteren die "Verbindung" des Stopfens 3 mit dem Gehäuse 1 ausgesprochen einfach zu rea­ lisieren. Weil diese "Verbindung" dauerhaft ist und eine absolute Abdich­ tung gegen Feuchtigkeit gewährleistet ist, liegt eine einwandfreie Gehäuse- und Kabeldichtung vor, so daß die VDE-Schutzart IP 67 oder IP 68 problem­ los erreicht wird.

Auch dann, wenn, wie bei elektronischen Schaltgeräten der in Rede stehenden Art üblich, die elektrische Schaltung von Gießharz umgeben ist, entstehen keine besonderen Probleme, weil der erfindungsgemäß zumindest teilweise aus einem Schmelzkleber bestehende Stopfen 3 dann in das Gehäuse 1 einge­ bracht bzw. an das Gehäuse 1 angebracht wird, wenn das elektronische Schaltgerät im übrigen fertig ist, insbesondere also bereits - ohne Stopfen 3 - problemlos mit Gießharz gefüllt worden ist. Soll bei elektro­ nischen Schaltgeräten, bei denen die elektrische Schaltung von Gießharz umgeben ist, innerhalb des Schaltgerätes ein durch Luft ausgefüllter Frei­ raum nicht bleiben, so ist es ohne weiteres möglich, den Schmelzkleber in das im übrigen "gefüllte" Gehäuse 1 einzubringen, wobei die dem Stopfen 3 zugewandte endseitige Ausbildung des Gießharzes 6, d. h. die Trennstelle zwischen dem Gießharz 6 und dem Stopfen 3, unproblematisch ist, und zwar so­ wohl in bezug auf deren Lage als auch in bezug auf deren Ausbildung. Dabei werden also dann Stopfen realisiert, deren in das Gehäuse 1 hineinragende Enden sich entsprechend der Konfiguration des Gießharzes 6 ausbilden.

Von erheblichem Vorteil ist desweiteren, daß - mit vertretbarem Aufwand nicht vermeidbare - Maßschwankungen des Gehäuses 1 und des Kabels 5 nicht zu Pro­ blemen führen, weil der aus einem Schmelzkleber bestehende Stopfen 3 sich - im flüssigen Zustand, also nach dem Erwärmen - den vorgegebenen Maßen "an­ paßt".

Schließlich ist von erheblicher Bedeutung, daß bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät unmittelbar durch den Stopfen 3 die Kabelzugent­ lastung realisiert werden kann. Zwischen dem Kabel 5 und dem Stopfen 3 einerseits, zwischen dem Stopfen 3 und dem Gehäuse 1 andererseits wird eine dauerhafte Verbindung realisiert, die in der Lage ist, erhebliche Zugkräfte aufzunehmen. Das Vermögen, vom Kabel 5 resultierende Zugkräfte aufzunehmen, kann noch dadurch erhöht werden, daß, wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, auch Formschluß realisiert ist, nämlich zwischen dem Stopfen 3 und dem Gehäuse 1.

Die Fig. 5 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elek­ tronischen Schaltgerätes, dem besondere und erhebliche Bedeutung zukommt. Bei diesem Schaltgerät weist das Gehäuse 1, wie im Stand der Technik üblich, eine - die in dem Gehäuse 1 vorgesehenen elektrischen und elektronischen Bauteile umgebende - Füllung 14 auf, die nicht, wie im Stand der Technik üblich, aus einem Gießharz besteht, die vielmehr, wie erfindungsgemäß auch der Stopfen 3, aus einem Schmelzkleber besteht. Vorzugsweise sind die Füllung 14 und der Stopfen 3 monolithisch ausgeführt.

Das zuletzt beschriebene Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elek­ tronischen Schaltgeräts ist zwar in bezug auf das eingesetzte Material Schmelzkleber teurer als ein Schaltgerät, bei dem die Füllung 14 aus einem Gießharz besteht. Dieser Nachteil wird jedoch durch verschiedene Vorteile überkompensiert. Zunächst kann die Füllung 14 und der Stopfen 3 in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Außerdem kann eine Hohlraumbildung zwischen der Füllung 14 und dem Stopfen 3 verhindert werden. Schließlich ist bei dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem der Stopfen 3 und die Füllung 14 monolithisch ausgeführt sind, der Stopfen 3 verdrehsicher.

Claims (14)

1. Elektronisches Schaltgerät, insbesondere Näherungsschalter, mit einem vor­ zugsweise hülsenförmigen, an einer Stirnseite geschlossenen Gehäuse und mit einem das Gehäuse an der offenen Stirnseite verschließenden, mit einer Ka­ beldurchführung versehenen Stopfen, dadurch gekennzeichnet, daß der Stop­ fen (3) zumindest teilweise aus einem Schmelzkleber besteht.

2. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen vollständig aus einem Schmelzkleber besteht und an das Gehäuse angespritzt ist.

3. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (3) vollständig aus einem Schmelzkleber besteht und teilweise in das Gehäuse (1) eingespritzt, im übrigen an das Gehäuse (1) angespritzt ist.

4. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (3) vollständig aus einem Schmelzkleber besteht, als Formteil vorgefertigt ist und durch Erwärmung mit dem Gehäuse (1) und dem Kabel (5) verbunden ist.

5. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (3) durch partielle Erwärmung mit dem Gehäuse (1) und dem Ka­ bel (5) verbunden ist.

6. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (3) aus einem Metall- oder Kunststoff-Formteil (8) und aus einem aus einem Schmelzkleber bestehenden Ergänzungsteil (9) besteht.

7. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall- oder Kunststoff-Formteil (8) mindestens eine das Ergänzungs­ teil (9) zumindest teilweise aufnehmende Ausnehmung (10, 11, 12) aufweist.

8. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ergänzungsteil (9) zumindest teilweise aufnehmende Ausnehmung (10) als innenliegende Erweiterung der Kabeldurchführung (2) ausgebildet ist.

9. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ergänzungsteil (9) zumindest teilweise aufnehmende Ausnehmung (11) als außenliegende, vorzugsweise ringförmige Nut ausgebildet ist.

10. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ergänzungsteil (9) teilweise aufnehmende, als innenliegende Er­ weiterung der Kabeldurchführung (2) ausgebildete Ausnehmung (10) und die das Ergänzungsteil (9) teilweise aufnehmende, als außenliegende Nut ausgebilde­ te Ausnehmung (11) durch mindestens eine, vorzugsweise radial verlaufende Bohrung als weitere Ausnehmung (12) für die Aufnahme des Ergänzungsteils (9) miteinander verbunden sind.

11. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ergänzungsteil (9) an seinem dem Gehäuse (1) zugewand­ ten Ende das Metall- oder Kunststoff-Formteil (8) überragt, vorzugsweise übergreift.

12. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gehäuse (1) im Bereich des Stopfens (3) eine innenlie­ gende, vorzugsweise ringförmige Nut (13) aufweist und der Stopfen (3) in der Nut (13) des Gehäuses (1) verankert ist.

13. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Gehäuse eine - die in dem Gehäuse vorgesehenen elektrischen und elektroni­ schen Bauteile umgebende - Füllung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (14) aus einem Schmelzkleber besteht.

14. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (14) und der Stopfen (3) monolithisch ausgeführt sind.