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DE102024117907A1 - Sensorgehäuse mit einem Sensorelement und Verfahren zur Herstellung eines Sensorgehäuses mit einem Sensorelement - Google Patents

Sensorgehäuse mit einem Sensorelement und Verfahren zur Herstellung eines Sensorgehäuses mit einem Sensorelement

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Publication number
DE102024117907A1
DE102024117907A1 DE102024117907.4A DE102024117907A DE102024117907A1 DE 102024117907 A1 DE102024117907 A1 DE 102024117907A1 DE 102024117907 A DE102024117907 A DE 102024117907A DE 102024117907 A1 DE102024117907 A1 DE 102024117907A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
closure part
housing part
closure
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024117907.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Torsten Neuhäuser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sick AG
Original Assignee
Sick AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sick AG filed Critical Sick AG
Priority to DE102024117907.4A priority Critical patent/DE102024117907A1/de
Publication of DE102024117907A1 publication Critical patent/DE102024117907A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245Housings for sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V13/00Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices covered by groups G01V1/00 – G01V11/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches
    • H03K17/95Proximity switches using a magnetic detector

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Abstract

Verfahren zu Herstellung eines Sensorgehäuses (1) und Sensorgehäuse (1), mit einem Sensorelement (5), wobei das Sensorelement (5) eine Spule mit einem Ferritkernsatzbauteil aufweist mit mindestens einem hülsenförmigen Gehäuseteil (3), wobei das Gehäuseteil (3) aus Metall ist, und mindestens einem Verschlussteil (4), wobei das Verschlussteil (4) aus Kunststoff ist, wobei das Verschlussteil (4) an dem Gehäuseteil (3) angeordnet ist, wobei das Verschlussteil (4) entlang eines Außenrandes (7) eine umlaufende ringförmige Fügefläche (8) aufweist, so dass zwischen Gehäuseteil (3) und dem Verschlussteil (4) eine Auflage (6) gebildet ist, wobei das Verschlussteil (4) mit dem Gehäuseteil (3) eine dichte Verbindung aufweist, wobei das Verschlussteil (4) nicht in den Innenraum des Gehäuseteils (3) ragt und damit nicht den Innenraum des Gehäuseteils (3) reduziert, wobei die umlaufende Außenwand des Ferritkernsatzbauteil nahezu die fast gleichen Abmessungen des Innendurchmessers (12) des hülsenförmigen Gehäuseteils (3) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorgehäuse mit einem Sensorelement nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorgehäuses mit einem Sensorelement nach dem Oberbegriff von Anspruch 9.
  • Die DE 10 2019 203 326 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Verbundbauteils.
  • Die DE 10 2013 108 447 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines stabilen, Haftvermittler freien Metall-Kunststoff-Verbundbauteils.
  • Die WO 2020/207758 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Verbundbauteils mit einer Kunststoffkomponente und einer Metallkomponente.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Sensorgehäuse bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Sensorgehäuse, mit einem Sensorelement, wobei das Sensorelement eine Spule mit einem Ferritkernsatzbauteil aufweist mit mindestens einem hülsenförmigen Gehäuseteil, wobei das Gehäuseteil aus Metall ist, und mindestens einem Verschlussteil, wobei das Verschlussteil aus Kunststoff ist, wobei das Verschlussteil an dem Gehäuseteil angeordnet ist, wobei das Verschlussteil entlang eines Außenrandes eine umlaufende ringförmige Fügefläche aufweist, so dass zwischen Gehäuseteil und dem Verschlussteil eine Auflage gebildet ist, wobei das Verschlussteil mit dem Gehäuseteil eine dichte Verbindung aufweist, wobei das Verschlussteil nicht in den Innenraum des Gehäuseteils ragt und damit nicht den Innenraum des Gehäuseteils reduziert, wobei die umlaufende Außenwand des Ferritkernsatzbauteils nahezu die fast gleichen Abmessungen des Innendurchmessers des hülsenförmigen Gehäuseteils aufweist.
  • Die Aufgabe wird weiter gemäß Anspruch 9 gelöst durch ein Verfahren zu Herstellung eines Sensorgehäuses, mit einem Sensorelement, wobei das Sensorelement ein Spule mit einem Ferritkernsatzbauteil aufweist, mit mindestens einem hülsenförmigen Gehäuseteil, wobei das Gehäuseteil aus Metall ist und mindestens einem Verschlussteil, wobei das Verschlussteil aus Kunststoff ist, wobei das Verschlussteil an dem Gehäuseteil angeordnet wird, wobei das Verschlussteil entlang eines Außenrandes eine umlaufende ringförmige Fügefläche aufweist, so dass zwischen Gehäuseteil und dem Verschlussteil eine Auflage gebildet ist, wobei das Verschlussteil mit dem Gehäuseteil eine dichte Verbindung aufweist, wobei das Verschlussteil nicht in den Innenraum des Gehäuseteils ragt und damit nicht den Innenraum des Gehäuseteils reduziert, wobei die umlaufende Außenwand des Ferritkernsatzbauteils nahezu die fast gleichen Abmessungen des Innendurchmessers des hülsenförmigen Gehäuseteils aufweist.
  • Das Gehäuse ist hülsenförmig. Hülsenförmige Gehäuse sind einfach herzustellen, bieten eine einfache Montagemöglichkeit und sind aufgrund der Zylinderform stabil ausgebildet.
  • Die Gehäusehülse kann an der Außenfläche glatt ausgebildet sein. Jedoch kann auch ein Gewinde an der Außenfläche ausgebildet sein, so dass das Gehäuse einschraubbar ist bzw. mittels Muttern einfach fixiert werden kann.
  • Beispielsweise kann ein Fügeprozess für die dichte Verbindung mittels Widerstandserwärmung durchgeführt werden. Dabei wird eine elektrische Spannung am Gehäuseteil angelegt. Im Kontaktbereich entsteht dabei Wärme, die zum Aufschmelzen des Kunststoffs im Bereich der Fügestelle führt.
  • Beispielsweise kann eine stoffschlüssige Verbindung für die dichte Verbindung an der Fügefläche verwendet werden. Dabei wird beispielsweise zwischen Gehäuseteil und Verschlussteil ein Kleber angeordnet und das Gehäuseteil und das Verschlussteil miteinander verklebt.
  • Der Sensor ist ein induktiver Sensor. Induktive Sensoren werden zur Erfassung und Überwachung bestimmter Arbeitsabläufe in industriellem Einsatz vielfältig verwendet. Je nach ihrem Einsatzgebiet gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Sensoren, die sich in ihrem Messbetrieb, ihrem Aufbau und ihrer Größe unterscheiden. So sind berührungslos arbeitende Sensoren, wie beispielsweise induktive Näherungsschalter, bekannt, die einen bestimmten Bereich überwachen oder die Position eines Objektes erfassen. In der Regel werden bei diesen induktiven Näherungsschaltern bzw. induktive Näherungssensoren Endkappen bzw. Verschlussteile aus Kunststoff eingesetzt, welche einteilig ausgebildet sind.
  • Induktive Näherungssensoren sind beispielsweise in einer zylindrischen Metallhülse als Gehäuseteil untergebracht. Das Sensorelement, nämlich die Spule, sitzt an dem einen Ende der Metallhülse mit dem Verschlussteil bzw. der Endkappe aus Kunststoff. An dem anderen Ende des Gehäuseteils bzw. der Metallhülse befindet sich ein Anschlussbereich mit einem Stecker beziehungsweise einem Leitungsabgang. Dazwischen ist eine Leiterkarte angeordnet.
  • Induktive Sensoren werden gemäß der Erfindung mit dem Verschlussteil aus Kunststoff hergestellt, damit die Magnetfelder ohne größere Beeinträchtigungen den Detektionsbereich vor dem Sensor erreichen können. Für induktive Sensoren sind verschiedene Verschlussteile vorgesehen, die beispielsweise bündig, nicht bündig oder minimal überstehend an einem Ende der Metallhülse angeordnet sind, je nach Ausführung des induktiven Sensors.
  • Dadurch, dass keine zusätzliche Wandung bzw. Kappenwandung des Verschlussteils im Innenraum der Hülse benötigt wird, kann ein Durchmesser des Ferritkernsatzbauteils des Sensorelements vergrößert und dadurch auch ein höherer Schaltabstand realisiert werden.
  • Dadurch, dass keine zusätzliche Wandung bzw. Kappenwandung des Verschlussteils im Innenraum der Hülse benötigt wird, kann der Spalt zwischen Ferritkernsatzbauteil und dem Gehäuseteil bzw. der Gehäusehülse vergrößert werden. Dadurch kann der Innenraum leichter mit einer Vergussmasse gefüllt werden.
  • Der Sensorinnenraum kann auch in einem Spritzprozess ohne Vakuum gefüllt werden, da die Luft nicht mehr im Kappenbereich eingeschlossen wird und das Verschlussteil erst nachträglich aufgebracht werden kann.
  • Dadurch, dass mehr Platz für das Ferritkernsatzbauteil bzw. das Sensorelement vorhanden ist, ist ein höherer Schaltabstand des Sensors möglich.
  • Durch den Wegfall der Wandung des Verschlussteils im Gehäuseteil entsteht zusätzlicher Raum für den Kernsatz im Gehäuseteil und der Durchmesser des Ferritkernsatzbauteils kann vergrößert werden und somit können höhere Schaltabstände realisiert werden. Eine umlaufende Außenwand des Ferritkernsatzbauteils kann dabei an einer Innenwand des Gehäuseteils anliegen.
  • Durch den Wegfall der Wandung des Verschlussteils im Gehäuseteil kann mehr Raum zwischen dem Ferritkernsatzbauteil und dem Gehäuseteil-Innendurchmesser vorgesehen werden und somit kann ein Spalt zwischen dem Außendurchmesser des Ferritkernsatzbauteils und Innendurchmesser des Gehäuseteils leichter bzw. besser gefüllt werden oder hochviskose Vergussmassen können verwendet werden.
  • Das Verschlussteil kann beispielsweise erst nach der Montage des Ferritkernsatzbauteils und dem Vergussprozess aufgebracht werden und somit kann der Innenraum des Gehäuseteils während dem Vergussprozess über die offene Stirnseite entlüftet werden und somit das Gehäuseteil ohne Vakuumverguss blasenfrei befüllt werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist an dem Gehäuseteil im Bereich der Fügefläche zu dem Verschlussteil eine Vertiefungen aufweisende Struktur gebildet, wobei das Verschlussteil mit dem Gehäuseteil eine thermische Direktfügung aufweist.
  • Die thermische Direktfügung ist eine Methode zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Verbunds zwischen dem Gehäuseteil und dem Verschlussteil, bei dem an dem Gehäuseteil im Bereich der Fügefläche zu dem Verschlussteil eine Vertiefungen aufweisende Struktur erzeugt wird, und dass in die Struktur verflüssigter Kunststoff des Verschlussteils eingebracht wird, wobei nach dem Erstarren des Kunststoffs das Verschlussteil mit dem Gehäuseteil verbunden ist.
  • Die Verbindung zwischen dem Gehäuseteil und dem Verschlussteil wird durch thermisches Direktfügen erreicht. Dabei wird der metallische Fügepartner bzw. das Gehäuseteil und/oder der Kunststoff des Verschlussteils so weit erwärmt, dass bereits vor Kontakt, spätestens jedoch bei Kontakt während des Fügens der Kunststoff des Verschlussteils an der Fügestelle verflüssigt wird und in die Struktur des Gehäuseteils eindringen kann. Zusätzliche Maßnahmen wie eine Ultraschallunterstützung, Wärmeerzeugung durch Reibung, zusätzliche Energiezufuhr mittels elektromagnetischer Strahlung o.ä. während des Fügeprozesses sind denkbar.
  • Mit dem thermischen Direktfügen muss nur noch ein planes Verschlussteil für bündige Gehäuse oder ein becherförmiges Verschlussteil für nicht bündige Gehäuse auf das Gehäuseteil aufgeschweißt werden und somit wird der Innendurchmesser des hülsenförmigen Gehäuseteils nicht durch eine Kappenwandung reduziert.
  • Beispielhaft erfolgt ein Anspritzen von verflüssigtem Kunststoff im Bereich der Fügefläche des Gehäuseteils. Nach dem Abkühlen bzw. Erstarren des Kunststoffs des Verschlussteils erfolgt dabei infolge der Vertiefungen der Struktur ein Verklammerungseffekt, der das Anhaften bzw. die Verbindung zwischen dem Verschlussteil aus Kunststoff und dem Gehäuseteil ermöglicht bzw. verbessert. Das thermische Direktfügen ist ohne vertiefte Fügefläche und ohne Aufmaß auf dem Verschlussteil bzw. Kunststofffügeteil möglich.
  • Die Erstreckung der Vertiefungen beträgt zwischen 1µm und 300µm, vorzugsweise zwischen 20µm und 50µm. Unter einer Erstreckung wird im einfachsten Fall einer sacklochförmigen Vertiefung die Tiefe des Sacklochs verstanden. Da die Struktur bzw. die Vertiefungen jedoch nicht auf derartige einfache geometrische Formen wie Sacklöcher beschränkt sein soll, sondern beispielsweise auch Vertiefungen mit Verästelungen o.ä. unregelmäßige Formen aufweist, ist mit Erstreckung der Betrag der Wegstrecke vom Bereich der Fügefläche am Gehäuseteil bis zum Grund der Vertiefung im Gehäuseteil gemeint. Besonders vorteilhaft wirken hier hierarchische, fraktalähnliche Strukturen, bei denen eine Mikrostruktur von einer Nanostruktur überlagert ist. Hierbei ragen die Mikrostrukturen besonders tief in den Kunststoff des Verschlussteils hinein, während die Nanostrukturen eine starke Vergrößerung der Oberfläche bewirken.
  • Das Aspektverhältnis der Vertiefungen, d.h. das Verhältnis zwischen der Tiefe T bzw. Erstreckung E und der geringsten lateralen Ausdehnung L der Vertiefung beträgt zwischen 0,5 und 100, bevorzugt zwischen 1 und 50, ganz besonders bevorzugt zwischen 3 und 20.
  • Die Mikrostrukturen bzw. die Vertiefungen der Oberfläche des Metallteils können zum Beispiel durch Sandstrahlen, durch Ätzprozesse oder durch Plasmabehandlung und/oder auch nur durch die bei einem Drehprozess erzeugten Drehriefen erzeugt werden.
  • Insbesondere sind dem Material des Kunststoffs des Verschlussteils elektrisch leitfähige Partikel beigefügt.
  • Insbesondere wird das Metall-Kunststoff-Verbundbauteil bestehend aus Gehäuseteil und Verschlussteil durch Anspritzen von verflüssigtem Kunststoff an das Metallteil erzeugt, wobei der verflüssigte Kunststoff sich mit dem Verschlussteil verbindet.
  • Insbesondere wird das Gehäuseteil vor und/oder während und/oder nach dem Einbringen des Kunststoffs in die Vertiefungen der Struktur des Gehäuseteils temperiert.
  • Hinsichtlich der Wahl des Materials für das Verschlussteil gibt es unterschiedlichste Möglichkeiten. Generell bieten sich alle Kunststoffklassen an, also beispielsweise Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere oder thermoplastische Elastomere. Die Wahl der Kunststoffklasse bestimmt maßgeblich das gewählte Fügeverfahren, mit der das Gehäuseteil mit dem Verschlussteil verbunden wird. Bevorzugt werden Thermoplaste und thermoplastische Elastomere, beispielsweise bei thermischen Fügeverfahren, und Duroplaste und Elastomere beispielsweise bei reaktiven Fügeverfahren. Beispiele für Thermoplaste sind Polyamide (PA), PBT, PET, PS oder PPS und PP. Beispiele für Duroplaste sind Epoxidharze, ungesättigte Polyester oder verschiedene Klassen an Formaldehydharzen, Beispiele für Elastomere sind verschiedene Kautschuke, Silikone oder Polyvinylchloride. Alle Kunststoffklassen können beispielsweise in Reinform, als Gemische oder Copolymere verwendet werden. Die Polymere können auch beispielsweise mit Glasfasern, Nanopartikeln, Keramikfasern, Kunststofffasern o.ä. befüllt sein. Ebenso sind Talkum, mineralische Füllstoffe o.ä. denkbar. Generell sind intrinsisch leitfähige Kunststoffe geeignet.
  • Gemäß der Weiterbildung ist eine höhere Dichtigkeit an der Schnittstelle zwischen Gehäuseteil und Verschlussteil gegeben.
  • Gemäß der Erfindung ist das Gehäuseteil aus Metall. Vorzugsweise ist das Gehäuseteil aus Messing. Jedoch kann das Gehäuseteil beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl gebildet sein. Dadurch ist das Gehäuseteil mechanisch robust ausgebildet.
  • In Weiterbildung der Erfindung bildet das Verschlussteil flächig nur eine einzige Ebene. Dadurch ist das Verschlussteil plattenförmig ausgebildet und einfach herstellbar. Das Verschlussteil bildet dadurch einen einfachen Deckel oder eine Scheibe, der einfach verarbeitet werden kann.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Verschlussteil kreisrund und bildet flächig nur eine Ebene. Dadurch ist das Verschlussteil plattenförmig und ausgebildet und einfach herstellbar. Das Verschlussteil bildet dadurch einen einfachen runden Deckel, der einfach verarbeitet werden kann. Für hülsenförmige Gehäuseteile bildet das kreisrunde Verschlussteil einen einfachen Abschluss des Gehäuseteils.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Verschlussteil becherförmig und weist einen hülsenförmigen Abschnitt auf. Dadurch wird das hülsenförmige Gehäuseteil durch das becherförmige Verschlussteil verlängert. Es können auch verschiedene becherförmige Verschlussteile mit verschiedenen Tiefenmaßen bereitgestellt werden, um unterschiedliche Gehäuse zu bilden.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das Verschlussteil an der Stirnseite in Richtung Innenraum des Gehäuses gerichtet Zentriermittel auf. Dadurch kann das Verschlussteil auf dem Gehäuse zur Durchführung der thermischen Direktfügung zentriert werden und es entfallen zusätzliche externe Zentriermittel.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist die Stirnseite des becherförmigen Verschlussteils eine identische Wandstärke auf wie der hülsenförmige Abschnitt des becherförmigen Verschlussteils. Dadurch ist das Verschlussteil zum einen einfach herstellbar und die mechanischen Eigenschaften sind an allen Seiten des Verschlussteils nahezu gleich.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuseteil mit einer Vergussmasse gefüllt. Insbesondere bevor das Verschlussteil mit dem Gehäuseteil verbunden wird, kann das Gehäuseteil vergossen werden, so dass ein gefülltes Gehäuse vorliegt.
  • Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
  • Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
    • 1 ein Gehäuse für einen Sensor;
    • 2 schematisch einen kreisförmigen Ausschnitt A aus 1;
    • 3 ein Gehäuse für einen Sensor;
    • 4 schematisch einen kreisförmigen Ausschnitt A aus 1;
    • 5 ein Gehäuse für einen induktiven Sensor;
    • 6 schematisch einen kreisförmigen Ausschnitt A aus 1;
    • 7 ein Gehäuse für einen Sensor mit Vergussmasse.
  • In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ein Sensorgehäuse 1, mit einem Sensorelement 5, wobei das Sensorelement 5 eine Spule mit einem Ferritkernsatzbauteil aufweist mit mindestens einem hülsenförmigen Gehäuseteil 3, wobei das Gehäuseteil 3 aus Metall ist, und mindestens einem Verschlussteil 4, wobei das Verschlussteil 4 aus Kunststoff ist, wobei das Verschlussteil 4 an dem Gehäuseteil 3 angeordnet ist, wobei das Verschlussteil 4 entlang eines Außenrandes 7 eine umlaufende ringförmige Fügefläche 8 aufweist, so dass zwischen Gehäuseteil 3 und dem Verschlussteil 4 eine Auflage 6 gebildet ist, wobei das Verschlussteil 4 mit dem Gehäuseteil 3 eine dichte Verbindung aufweist, wobei das Verschlussteil 4 nicht in den Innenraum des Gehäuseteils 3 ragt und damit nicht den Innenraum des Gehäuseteils 3 reduziert, wobei die umlaufende Außenwand des Ferritkernsatzbauteils nahezu die fast gleichen Abmessungen des Innendurchmessers 12 des hülsenförmigen Gehäuseteils 3 aufweist. Das Ferritkernsatzbauteil liegt beispielsweise an der Innenseite des hülsenförmigen Gehäuseteils (3) an.
  • 2 zeigt schematisch einen kreisförmigen Ausschnitt A aus 1 in vergrößerter Ansicht mit einer thermischen Direktfügung 9. Die thermische Direktfügung 9 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Verbunds zwischen dem Gehäuseteil 3 und dem Verschlussteil 4, bei dem an dem Gehäuseteil 3 im Bereich der Fügefläche 8 zu dem Verschlussteil 4 eine Vertiefungen aufweisende Struktur erzeugt wird, und dass in die Struktur verflüssigter Kunststoff des Verschlussteils 4 eingebracht wird, wobei nach dem Erstarren des Kunststoffs das Verschlussteil mit dem Gehäuseteil 3 verbunden ist.
  • Beispielhaft erfolgt ein Anspritzen von verflüssigtem Kunststoff im Bereich der Fügefläche 8 des Gehäuseteils 3. Nach dem Abkühlen bzw. Erstarren des Kunststoffs des Verschlussteils 4 erfolgt dabei infolge der Vertiefungen der Struktur ein Verklammerungseffekt, der das Anhaften bzw. die Verbindung zwischen dem Verschlussteil 4 aus Kunststoff und dem Gehäuseteil 3 ermöglicht bzw. verbessert.
  • Die Erstreckung der Vertiefungen beträgt zwischen 1µm und 300µm, vorzugsweise zwischen 20µm und 50µm. Das Aspektverhältnis der Vertiefungen, d.h. das Verhältnis zwischen der Tiefe T bzw. Erstreckung E und der geringsten lateralen Ausdehnung L der Vertiefung beträgt zwischen 0,5 und 100, bevorzugt zwischen 1 und 50, ganz besonders bevorzugt zwischen 3 und 20.
  • Beispielsweise sind dem Material des Kunststoffs des Verschlussteils 4 elektrisch leitfähige Partikel beigefügt.
  • Beispielsweise wird das Metall-Kunststoff-Verbundbauteil bestehend aus Gehäuseteil 3 und Verschlussteil 4 durch Anspritzen von verflüssigtem Kunststoff an das Gehäuseteil 3 erzeugt, wobei der verflüssigte Kunststoff sich mit dem Verschlussteil 4 verbindet.
  • Beispielsweise wird das Gehäuseteil 3 vor und/oder während und/oder nach dem Einbringen des Kunststoffs in die Vertiefungen der Struktur des Gehäuseteils 3 temperiert.
  • Hinsichtlich der Wahl des Materials für das Verschlussteil 4 gibt es unterschiedlichste Möglichkeiten. Generell bieten sich alle Kunststoffklassen an, also beispielsweise Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere oder thermoplastische Elastomere.
  • Gemäß der Erfindung ist eine höhere Dichtigkeit an der Schnittstelle zwischen Gehäuseteil 3 und Verschlussteil 4 gegeben.
  • Gemäß der Erfindung ist das Gehäuseteil 3 aus Metall. Vorzugsweise ist das Gehäuseteil 3 aus Messing. Jedoch kann das Gehäuseteil 3 beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl gebildet sein. Dadurch ist das Gehäuseteil 3 mechanisch robust ausgebildet.
  • Gemäß 3 ist das Gehäuse 1 hülsenförmig. Die Gehäusehülse bzw. das Gehäuseteil 3 kann an der Außenfläche glatt ausgebildet sein. Jedoch kann auch ein Gewinde an der Außenfläche ausgebildet sein, so dass das Gehäuse 1 einschraubbar ist bzw. mittels Muttern einfach fixiert werden kann.
  • 4 ist analog zu 2 eine Darstellung eines Ausschnitts A. Beispielsweise weist das Verschlussteil 4 gemäß 4 entlang eines Außendurchmessers 10 eine umlaufende ringförmige Schweißfläche 11 auf, so dass zwischen hülsenförmigem Gehäuseteil 3 und dem Verschlussteil 4 eine Auflage 6 gebildet ist, wobei das Verschlussteil 4 mit dem Gehäuseteil 3 eine thermische Direktfügung aufweist.
  • Beispielsweise ist der Sensor 2 gemäß 5 ein induktiver Sensor 13. Induktive Sensoren bzw. induktive Näherungssensoren sind beispielsweise in einer zylindrischen Metallhülse als Gehäuseteil 3 untergebracht. Das Sensorelement 5, beispielsweise eine Spule, sitzt an dem einen Ende der Metallhülse mit dem Verschlussteil 4 bzw. der Endkappe aus Kunststoff. An dem anderen Ende des Gehäuseteils 3 bzw. der Metallhülse befindet sich ein Anschlussbereich mit einem Stecker beziehungsweise einem Leitungsabgang. Dazwischen ist eine Leiterkarte angeordnet.
  • Mit dem thermischen Direktfügen muss nur noch ein planes Verschlussteil 4 für bündige Gehäuse 1 oder ein becherförmiges Verschlussteil 4 für nicht bündige Gehäuse 1 auf das Gehäuseteil 3 aufgeschweißt werden und somit wird der Innendurchmesser 12 nicht durch eine Kappenwandung reduziert.
  • Beispielsweise bildet das Verschlussteil 4 flächig nur eine einzige Ebene. Beispielsweise ist das Verschlussteil 4 kreisrund und bildet flächig nur eine Ebene. Für hülsenförmige Gehäuseteile 3 bildet das kreisrunde Verschlussteil 4 einen einfachen Abschluss des Gehäuseteils 3.
  • Beispielsweise ist das Verschlussteil 4 becherförmig und weist einen hülsenförmigen Abschnitt 17 auf. Dadurch wird das hülsenförmige Gehäuseteil 3 durch das becherförmige Verschlussteil 4 verlängert. Es können auch verschiedene becherförmige Verschlussteile 4 mit verschiedenen Tiefenmaßen bereitgestellt werden, um unterschiedliche Gehäuse zu bilden.
  • 6 ist analog zu 2 eine Darstellung eines Ausschnitts A. Beispielsweise weist das Verschlussteil 4 gemäß 8 an der Stirnseite in Richtung Innenraum des Gehäuseteils 3 gerichtet Zentriermittel 18 auf. Dadurch kann das Verschlussteil 4 auf dem Gehäuseteil 3 zur Durchführung der thermischen Direktfügung 9 zentriert werden.
  • Beispielsweise weist die Stirnseite des becherförmigen Verschlussteils 4 eine identische Wandstärke auf wie der hülsenförmige Abschnitt 17 des becherförmigen Verschlussteils 4.
  • Beispielsweise ist das Gehäuseteil 3 gemäß 7 mit einer Vergussmasse 19 gefüllt. Insbesondere bevor das Verschlussteil 4 mit dem Gehäuseteil 3 verbunden wird, kann das Gehäuseteil 3 vergossen werden, so dass ein gefülltes Gehäuse 1 vorliegt.
  • Bezugszeichen:
  • 1
    Gehäuse
    2
    Sensor
    3
    Gehäuseteil
    4
    Verschlussteil
    5
    Sensorelement
    6
    Auflage
    7
    Außenrand
    8
    Fügefläche
    9
    thermische Direktfügung
    10
    Außendurchmesser
    11
    Schweißfläche
    12
    Innendurchmesser
    13
    induktiver Sensor
    17
    hülsenförmiger Abschnitt
    18
    Zentriermittel
    19
    Vergussmasse
    A
    Ausschnitt
  • 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 10 2019 203 326 A1 [0002]
    • DE 10 2013 108 447 A1 [0003]
    • WO 2020/207758 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Sensorgehäuse (1), mit einem Sensorelement (5), wobei das Sensorelement eine Spule mit einem Ferritkernsatzbauteil aufweist mit mindestens einem hülsenförmigen Gehäuseteil (3), wobei das Gehäuseteil (3) aus Metall ist, und mindestens einem Verschlussteil (4), wobei das Verschlussteil (4) aus Kunststoff ist, wobei das Verschlussteil (4) an dem Gehäuseteil (3) angeordnet ist, wobei das Verschlussteil (4) entlang eines Außenrandes (7) eine umlaufende ringförmige Fügefläche (8) aufweist, so dass zwischen Gehäuseteil (3) und dem Verschlussteil (4) eine Auflage (6) gebildet ist, wobei das Verschlussteil (4) mit dem Gehäuseteil (3) eine dichte Verbindung aufweist, wobei das Verschlussteil (4) nicht in den Innenraum des Gehäuseteils (3) ragt und damit nicht den Innenraum des Gehäuseteils (3) reduziert, wobei die umlaufende Außenwand des Ferritkernsatzbauteils nahezu die fast gleichen Abmessungen des Innendurchmessers (12) des hülsenförmigen Gehäuseteils (3) aufweist.
  2. Sensorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseteil (3) im Bereich der Fügefläche (8) zu dem Verschlussteil (4) eine Vertiefungen aufweisende Struktur gebildet ist, wobei das Verschlussteil (4) mit dem Gehäuseteil (3) eine thermische Direktfügung (9) aufweist.
  3. Sensorgehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil (4) flächig nur eine einzige Ebene bildet.
  4. Sensorgehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil (4) kreisrund ist und flächig nur eine Ebene bildet.
  5. Sensorgehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil (4) becherförmig ist und einen hülsenförmigen Abschnitt (17) aufweist.
  6. Sensorgehäuse (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil (4) an der Stirnseite in Richtung Innenraum des Gehäuses gerichtet Zentriermittel (18) aufweist.
  7. Sensorgehäuse (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite des becherförmigen Verschlussteils (4) eine identische Wandstärke aufweist wie der hülsenförmige Abschnitt (17) des becherförmigen Verschlussteils (4).
  8. Sensorgehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (3) mit einer Vergussmasse (19) gefüllt ist.
  9. Verfahren zu Herstellung eines Sensorgehäuses (3), mit einem Sensorelement (5), wobei das Sensorelement (5) eine Spule mit einem Ferritkernsatzbauteil aufweist mit mindestens einem hülsenförmigen Gehäuseteil (3), wobei das Gehäuseteil (3) aus Metall ist, und mindestens einem Verschlussteil (4), wobei das Verschlussteil (4) aus Kunststoff ist, wobei das Verschlussteil (4) an dem Gehäuseteil (3) angeordnet ist, wobei das Verschlussteil (4) entlang eines Außenrandes (7) eine umlaufende ringförmige Fügefläche (8) aufweist, so dass zwischen Gehäuseteil (3) und dem Verschlussteil (4) eine Auflage (6) gebildet ist, wobei das Verschlussteil (4) mit dem Gehäuseteil (3) eine dichte Verbindung aufweist, wobei das Verschlussteil (4) nicht in den Innenraum des Gehäuseteils (3) ragt und damit nicht den Innenraum des Gehäuseteils (3) reduziert, wobei die umlaufende Außenwand des Ferritkernsatzbauteil nahezu die fast gleichen Abmessungen des Innendurchmessers (12) des hülsenförmigen Gehäuseteils (3) aufweist .
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseteil (3) im Bereich der Fügefläche (8) zu dem Verschlussteil (4) eine Vertiefungen aufweisende Struktur gebildet wird, wobei das Verschlussteil (4) mit dem Gehäuseteil (3) thermisch direkt gefügt wird.
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