DE-102023118760-B4 - Baugruppe für einen Sensor

Abstract

Baugruppe für einen Sensor, aufweisend - eine Kappe (30), die im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgeführt ist und an einem ersten Ende geschlossen ist, - eine Spule (20), die an dem ersten Ende in der Kappe (30) angeordnet ist, und - ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiger Einsatz (10), der so in die Kappe (30) eingesetzt ist, dass sein erstes Ende der Spule (20) zugewandt ist und sein zweites Ende aus der Kappe (30) heraussteht, wobei der Einsatz (10) in seinem Innenraum mindestens einen Rasthaken (11) aufweist, der orthogonal zur Längsachse des Einsatzes (10) federnd ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (10) ein erstes Positionierelement (12) in Form eines Vorsprungs aufweist, der mit der Spule (20) eingreift und ein zweites Positionierelement (13) in Form einer Schiene aufweist, die eingerichtet ist, um eine durch das zweite Ende des Einsatzes (10) geschobene Leiterplatte (50) aufzunehmen.

Inventors

• Rainer Stark
• Antal Ulrich

Assignees

• BALLUFF GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20230714

Claims (10)

1. Baugruppe für einen Sensor, aufweisend - eine Kappe (30), die im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgeführt ist und an einem ersten Ende geschlossen ist, - eine Spule (20), die an dem ersten Ende in der Kappe (30) angeordnet ist, und - ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiger Einsatz (10), der so in die Kappe (30) eingesetzt ist, dass sein erstes Ende der Spule (20) zugewandt ist und sein zweites Ende aus der Kappe (30) heraussteht, wobei der Einsatz (10) in seinem Innenraum mindestens einen Rasthaken (11) aufweist, der orthogonal zur Längsachse des Einsatzes (10) federnd ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet , dass der Einsatz (10) ein erstes Positionierelement (12) in Form eines Vorsprungs aufweist, der mit der Spule (20) eingreift und ein zweites Positionierelement (13) in Form einer Schiene aufweist, die eingerichtet ist, um eine durch das zweite Ende des Einsatzes (10) geschobene Leiterplatte (50) aufzunehmen.
2. Baugruppe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Einsatz (10) in seinem in der Kappe (30) angeordneten Bereich mindestens drei Teilbereiche (16-18) aufweist, wobei ein erster Teilbereich (16) an einen zweiten Teilbereich (17) angrenzt, der zweite Teilbereich (17) an einen dritten Teilbereich (18) angrenzt und der dritte Teilbereich (18) an das zweite Ende der Kappe (30) angrenzt, und wobei ein Außendurchmesser des ersten Teilbereichs (16) größer als ein Außendurchmesser des zweiten Teilbereichs (17) ist und der Außendurchmesser des zweiten Teilbereichs (17) größerer als ein Außendurchmesser des dritten Teilbereichs (18) ist.
3. Baugruppe nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass ein Zwischenraum zwischen einer Innenwand der Kappe (30) und dem zweiten Teilbereich (17) und dritten Teilbereich (18) des Einsatzes (10) mit einem Klebstoff (41, 42) gefüllt ist.
4. Baugruppe nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , dass der Einsatz (10) außerhalb der Kappe (30) einen vierten Teilbereich (19) aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des dritten Teilbereichs (18), wobei an einer Außenseite des vierten Teilbereichs (19) eine erste Dichtung (81) angeordnet ist.
5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass der Einsatz (10) an seinem zweiten Ende ein drittes Positionierelement (14) aufweist, das eingerichtet ist, um eine Lichtquelle der Leiterplatte (50) auszurichten.
6. Sensor, aufweisend eine Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und eine Leiterplatte (50), die sich durch das zweite Ende des Einsatzes (10) hindurch in die Baugruppe hinein erstreckt und mit dem Rasthaken (11) verrastet ist.
7. Sensor nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass er mindestens ein federndes Element aufweist, das die Spule (20) und die Leiterplatte (50) elektrisch kontaktiert.
8. Sensor nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass das federnde Element ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Federkontakt (90), einem Kantensteckverbinder (91) und einer Kabelklemme (92).
9. Sensor nach einem der Ansprüche 6 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , dass die Baugruppe und die Leiterplatte (50) in einem Gehäuse (60) angeordnet sind, wobei ein Rohrabschluss (70), der einen Steckereinsatz (71) aufweist, an einem Ende der Leiterplatte (50) in dem Gehäuse (60) angeordnet ist und eine zweite Dichtung (82) zwischen dem Rohrabschluss (70) und einer Innenwand des Gehäuses (60) angeordnet ist.
10. Sensor nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , dass die Leiterplatte (50) von einem Gas umgeben ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe für einen Sensor und einen Sensor, der diese Baugruppe aufweist. Stand der Technik Sensoren, wie beispielsweise induktive Abstandssensoren, weisen eine Spule auf, die als Sende- und/oder Empfangsspule fungiert. Diese ist gemeinsam mit einer elektrischen Leiterplatte in einem Gehäuse eingebaut und mittels einer Lötverbindung mit dieser elektrisch verbunden. Zum Schutz vor dem Eindringen von Feuchtigkeit ist der Innenraum des Gehäuses mit einem Füllmaterial verfüllt. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Polyurethanschaum oder um ein Gießharz handeln. Dieses Material verhindert zudem Bewegungen der Leiterplatte innerhalb des Gehäuses relativ zur Spule durch welche die Lötverbindung brechen könnte. Ein Nachteil der Verwendung derartiger Schäume oder Harze besteht allerdings darin, dass es sich hierbei um umweltgefährdende Stoffe handelt. Die US 2011 / 0 018 529 A1 beschreibt einen Winkelsensor. Dieser weist eine Kappe auf, in der eine Spule angeordnet ist. Ein Einsatz ist in die Kappe eingesetzt. Er weist in seinem Innenraum einen federnden Rasthaken auf. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Sensor bereitzustellen, der ohne die Verfüllung seines Innenraums durch einen Schaum oder ein Harz auskommt. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Baugruppe bereitzustellen, welche eine schnelle und kostengünstige Montage eines solchen Sensors ermöglicht. Offenbarung der Erfindung Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Baugruppe für einen Sensor gelöst. Diese Baugruppe weist ein Kappe auf, die im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgeführt ist, vorzugsweise hohlkreiszylinderförmig. Die Kappe weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf und ist an dem ersten Ende geschlossen. Eine Spule ist an dem ersten Ende in der Kappe angeordnet. Hierbei kann die Spule insbesondere auf oder in einem Trägermaterial angeordnet sein. Insbesondere ist sie als Printspule ausgeführt. Weiterhin kann die Spule insbesondere gemeinsam mit einer oder mehreren weiteren Spulen auf oder in dem Trägermaterial angeordnet sein. Die Spule kann als Sendespule, als Empfangsspule oder als Sende- und Empfangsspule ausgeführt sein. Weiterhin weist die Baugruppe ein im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Einsatz auf, der vorzugsweise hohlkreiszylinderförmig ist. Dieser weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Er ist so in die Kappe eingesetzt, dass sein erstes Ende der Spule zugewandt ist und sein zweites Ende aus der Kappe heraussteht. Der Einsatz weist in seinem Innenraum mindestens einen, vorzugsweise zwei, Rasthaken auf. Jeder Rasthaken ist orthogonal zur Längsachse des Einsatzes federnd ausgeführt. Der Rasthaken ermöglicht es eine Leiterplatte in definierter Position in der Baugruppe zu fixieren. Wenn er in eine Ausnehmung der Leiterplatte eingreift, wird diese positionsfest in der Baugruppe gehalten, ohne dass ein Schaum oder Harz als Füllmaterial benötigt wird, um nachträglich Positionsveränderungen der Leiterplatte gegenüber der Baugruppe und damit gegenüber der Spule zu verhindern. Außerdem hat das Ausführen der Kappe, der Spule und des Einsatzes in einer gemeinsamen Baugruppe den Vorteil, dass diese als lagerhaltige Vormontagegruppe für eine anschließende schnelle und flexible Fertigmontage von verschiedenen Sensortypen verwendet werden kann. Der Sensortyp wird dabei nachträglich durch die Art der Leiterplatte bestimmt, welche in die Baugruppe eingesetzt und mit der Spule verbunden wird. Es ist bevorzugt, dass der Einsatz in seinem in der Kappe angeordneten Bereich mindestens drei Teilbereiche aufweist. Ein erster Teilbereich grenzt dabei an einen zweiten Teilbereich an, der zweite Teilbereich grenzt an einen dritten Teilbereich an und der dritte Teilbereich grenzt an das zweite Ende der Kappe an und erstreckt sich gegebenenfalls über dieses hinaus. Ein Außendurchmesser des ersten Teilbereichs ist größer als ein Außendurchmesser des zweiten Teilbereichs. Der Außendurchmesser des zweiten Teilbereichs ist größer als ein Außendurchmesser des dritten Teilbereichs. Dies bedeutet, dass die Außendurchmesser der Teilbereiche vom offenen zweiten Ende der Kappe in Richtung ihres geschlossenen ersten Endes größer werden. Diese Ausführung der Teilbereiche kann vorteilhaft für eine Fixierung des Einsatzes in der Kappe genutzt werden. Hierzu ist ein Zwischenraum zwischen einer Innenwand der Kappe und dem zweiten Teilbereich sowie dem dritten Teilbereich des Einsatzes vorzugsweise mit einem Klebstoff gefüllt. Dabei kann der dritte Teilbereich aufgrund seines relativ großen Abstandes zur Innenwand der Kappe als Dosierraum für den Klebstoff verwendet werden. Im zweiten Teilbereich, in dem der Abstand zwischen der Innenwand der Kappe und der Außenwand des Einsatzes kleiner ist als im dritten Teilbereich, erfolgt eine Verklebung zwischen dem Einsatz und der Kappe unter Verwendung eines geringen Klebstoffvolumens. Der erste Teilbereich