DE20304842U1

DE20304842U1 - Sensor

Info

Publication number: DE20304842U1
Application number: DE20304842U
Authority: DE
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2013-03-27

Description

SICK AG
Sebastian-Kneipp-Straße 1, 79183 Waldkirch

Sensor

Die Erfindung betrifft einen Sensor, insbesondere magnetischer, induktiver oder optischer Sensor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Sensoren dieser Art werden beispielsweise in der Automatisierungstechnik verwendet, um Bewegungsvorgänge bei pneumatischen Zylindern zu erkennen und die jeweilige Position des innerhalb des Zylinders laufenden Kolbens zu erfassen. Dazu kann über den an dem Zylinder befestigten Sensor beispielsweise das magnetische Feld eines an dem Kolben befestigten Magnetrings aufgenommen und durch Auswertung des Ausgangssignals des magnetischen Sensors die jeweilige Position des Kolbens bestimmt werden. Ist nur die Erfassung einer bestimmten Position des KoI-bens erforderlich, so wird durch den Sensor üblicherweise ein Schaltsignal erzeugt, wenn der Kolben die gewünschte Position erreicht hat.

Die Sensoren weisen in der Regel ein Gehäuse auf, in dem das eigentliche Sensorelement und die notwendigen, auf wenigstens einer Leiterplatte aufgebrachten elektronischen Komponenten aufgenommen sind. In einer Wandung des Gehäuses ist ein Stecker für die elektrischen Zuleitungen angeordnet.

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Aus der DE 298 06 869 U1 ist eine Steckverbindung nach dem Prinzip der Schneid-Klemmtechnik für Sensoren bekannt. Die Steckverbindung besteht aus zwei Teilen, von denen das eine in der Gehäusewandung fest angeordnet ist und das andere Teil auf das erste Teil aufgesteckt wird, wobei mit der Schneid-Klemmtechnik die einzelnen Leitungsdrähte beim Aufstecken angeschlossen werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist Aufgabe der Erfindung einen Sensor der eingangs genannten Art bereitzustellen, der insbesondere einfacher, in weniger Arbeitsschritten und damit kostengünstiger herzustellen ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist eine Leiterplatte des Sensors, auf der die elektronischen Komponenten angeordnet sind, als Stanzgitter ausgeführt ist und das Stanzgitter weist gleichzeitig Schneidklemmen für Leitungsanschlüsse auf, so dass die elektrischen Anschlüsse in Schneid-Klemmtechnik ausgebildet sind. Bei der Herstellung muss dann lediglich das Stanzgitter gestanzt werden, wie dies prinzipiell aus der sogenannten "lead-frame" Technik bekannt ist und bestückt werden. Da das Stanzgitter bereits auch die Schneidklemmen für die Leitungsanschlüsse aufweist, müssen zur Fertigstellung eines betriebsfähigen Sensors nur noch die Leitungen auf die Schneidklemmen gepresst werden. Da insgesamt nur sehr wenige Arbeitsschritte notwendig sind, ist die Herstellung entsprechend kostengünstig.

In Weiterbildung der Erfindung weist das Stanzgitter auch Vorrichtungen für eine Zugentlastung auf, beispielsweise Bügel, die durch Zusammenbiegen die Zuleitung festklemmen.

Zum Schutz des Sensors ist vorteilhafterweise das Stanzgitter mit den Schneidklemmen und der Zugentlastung in Kunststoff eingebettet, wobei besonders bevorzugt ist, wenn der Kunststoff um das Stanzgitter mit den Schneidklemmen und

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der Zugentlastung gespritzt ist. Dann kann der Kunststoff gleichzeitig ein Sensorgehäuse bilden.

Die Leitungen können in die Schneiklemmen mit einem Stempel eingepresst werden der gleichzeitig die Bügel der Zugentlastung zusammendrückt. In einer alternativen Ausführung können die Leitungen aber auch im Spritzprozess durch den Spritzdruck in die Schneidklemmen gepresst werden, wodurch die Herstellung weiter vereinfacht und kostengünstiger gestaltet ist.

Bevorzugt weist der Sensor eine Zylinderform auf, wie sie häufig bei magnetischen oder induktiven Sensoren eingesetzt wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Sensors;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Sensors aus Fig. 1 ohne Gehäuse;
Fig. 3 die perspektivische Ansicht aus Fig. 2 ohne elektrische Zuleitung;
Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 3.

Ein in Fig. 1 dargestellter erfindungsgemäßer Sensor 10 weist ein Sensorgehäuse 12 auf, das eine zylindrische Gestalt hat und im Querschnitt etwa ovalförmig ausgebildet ist. Der dargestellte Sensor 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein magnetischer Näherungssensor, der ausgebildet ist, um in Nuten eingesetzt und festgelegt zu werden, wie dies im Einzelnen, beispielsweise in der DE 196 53 222 C2 oder auch der DE 202 04 874 U1 beschrieben ist.
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Zum Festlegen des Sensors 10 in einer Nut ist das Sensorgehäuse 12 von einer Schraube 14, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Madenschraube ausgebildet ist, durchsetzt. Die Schraube 10 ist dabei in eine in dem Gehäuse 12

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festgelegten Gewindebuchse eingeschraubt. An einem stirnseitigen Ende 16 des Sensorgehäuses 12 befindet sich eine elektrische Zuleitung 18.

Der Sensor 10 weist, wie dies in den Figuren 2 und 3 erkennbar ist, eine Leiterplatte 20, auf der elektrische Komponenten 22, 24 und 26 angeordnet sind, auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Komponente 22 ein Reedschalter, die elektrischen Komponenten 24 LEDs und die elektrische Komponente 26 ein Widerstand. Die LEDs 24 sind durch eine Öffnung 28 des Sensorgehäuses 12 von außen sichtbar. Anstelle der Öffnung kann an dieser Stelle das Sensorgehäuse 12 auch geschlossen sein und lediglich eine Dünnstelle aufweisen, durch die das Licht der LEDs 24 hindurch strahlt, wie dies aus der DE 297 10 308 U1 an sich bekannt ist.

Die Leiterplatte 20 ist als Stanzgitter 21 ausgeführt und bildet somit einen sogenannten lead-frame für die elektronischen Komponenten 22, 24, 26. An einem stirnseitigen Ende 30 der Leiterplatte 20 weist das Stanzgitter 21 Vorrichtungen zur Aufnahme der elektrischen Zuleitung 18 auf. Diese Vorrichtungen bestehen aus Schneidklemmen 32, in die die einzelnen Litzen 34 der Zuleitung 18 einpressbar sind, so dass die Litzen 34 mittels der Schneidklemmtechnik in den Schneidklemmen gehalten sind und ein elektrischer Kontakt zwischen den einzelnen Leitungen der Leiterplatte 20 und den Litzen 34 gegeben ist. Die Schneidklemmen 32 sind in der stirnseitigen Ansicht der Fig. 4 am besten zu erkennen.

Des Weiteren sind an dem stirnseitigen Ende 30 zwei Bügel 36 und 38 angeordnet, die die Zuleitung 18 auf der Leiterplatte 20 festklemmen und somit eine Zugentlastung bilden. Zur besseren Aufnahme der Zuleitung 18 ist an dem Ende 30 ein den Bügeln 36 und 38 gegenüberliegende Abschnitt 40 rund ausgeformt (Fig. 4).

Das Stanzgitter kann so dimensioniert und ausgelegt sein, dass auch die oben erwähnte Gewindebuchse zur Aufnahme der Schraube 14 das Stanzgitter durchsetzt und in diesem zusätzlich festgelegt ist. Zur Erhöhung der Festigkeit kann

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anstelle der Gewindebuchse auch ein Gewinde direkt in dem Stanzgitter vorgesehen sein, so dass auf die Gewindebuchse gänzlich verzichtet werden könnte.

Das Sensorgehäuse 12 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, wobei der Kunststoff das Stanzgitter 21 mit den Schneidklemmen 32 und der Zugentlastung sowie den elektronischen Komponenten 22, 24, 26 vollständig umschließt. Wie bereits erwähnt können die LEDs 24 vollständig von dem Kunststoff umschlossen sein, wobei in dem Sichtbereich der Kunststoff dünn und durchscheinend ausgebildet ist, oder es ist die Öffnung 28 in dem Gehäuses 12 vorgesehen, durch die die LEDs noch sichtbar bleiben.

Die Herstellung des Sensors 10 geschieht in folgenden Schritten:

Zunächst wird das Stanzgitter 21 in einem Stanzprozess geformt. Danach werden die elektronischen Komponenten 22, 24, 26 auf das Stanzgitter 21 aufgebracht und befestigt. Danach wird die Zuleitung 18 mit den Litzen 34 mit dem Stanzgitter verbunden, wobei die Litzen 34 mit einem Stempel in die Schneidklemmen 32 eingedrückt werden und danach oder gleichzeitig mit dem Eindrückprozess werden die Bügel 36 und 38 zusammengedrückt, so dass die Zuleitung 18 befestigt ist. Schließlich wird das Kunststoffgehäuse 12 durch Umspritzen erstellt. Dabei wird die Gewindebuchse, falls sie vorgesehen ist, ebenfalls umspritzt.

In einer alternativen Herstellungsweise ist es möglich, die Zuleitung 18 in vereinfachter Weise anzubringen, indem zunächst mittels eines Stempels die Zugentlastung bestehend aus den Bügeln 36 und 38 fixiert wird, d. h. die Bügel 36 und 38 umgebogen werden und die Zuleitung 18 fixiert wird. Danach werden die Litzen während des Kunststoffumspritzprozesses durch den Spritzdruck in die Schneidklemmen 32 eingedrückt, so dass in dem Spritzgussprozess nicht nur das Gehäuse 12 hergestellt wird, sondern gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen der Zuleitung 18 mit den Litzen 34 und dem Stanzgitter 21 hergestellt wird.

Claims

1. Sensor, insbesondere magnetischer, induktiver oder optischer Sensor, mit auf einer Leiterplatte (20) angeordneten elektronischen Komponenten (22, 24, 26) und mit elektrischen Leitungsanschlüssen (34) in Schneid- Klemmtechnik, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (20) als Stanzgitter (21) (lead-frame) ausgeführt ist und das Stanzgitter (21) die Schneidklemmen (32) für die Leitungsanschlüsse (34) aufweist.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzgitter (21) Vorrichtungen (36, 38) für eine Zugentlastung aufweist.

3. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzgitter (21) mit den Schneidklemmen (32) und der Zugentlastung in Kunststoff eingebettet ist.

4. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzgitter (21) mit den Schneidklemmen (32) und der Zugentlastung von Kunststoff umspritzt ist.

5. Sensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Sensorgehäuse (12) bildet.

6. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine Zylinderform aufweist.