专利名称：光传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测在一个监测区域中的目标的光传感器，具有至少一个外壳，用于接收光学及电子部件。
背景技术：
这种光传感器可构成为光探测器、光电耦合器、反射光耦合器、距离传感器及类似装置。为了检测在一个监测区域中的目标，该光传感器具有光学及电子部件，尤其是发射发送光束的发送器及一个接收接收光束的接收器。此外设有电子部件，它们安装在印制电路板上。属于该电子部件的尤其是，一个微控制器形式或类似形式的求值单元，在其中根据接收器的输出产生一个目标确定信号。设置了典型的电缆或插头作为电连接装置，它们被支承在至少一个外壳上，在该外壳中组合了该光传感器的光学或电子部件。
光传感器的这种或任一种外壳典型地设有一个接收这些部件的壳体，其中壳体可用一个盖封闭。此外该光传感器的壳体壁设有透射窗，通过它传导发送光束及接收光束。
要在外壳上集成这些连接装置，需要分开的接合工序、压入过程以及其他此类工序，以便实现这些部分的位置固定。此外必须设置分开的密封件，以便使外壳与连接装置之间的接缝处封闭。
此外，盖及外壳孔中的一个或多个透射窗必须固定并密封。该密封最好通过超声波焊接或粘接来实现，其中这些附加的制造工序显著地增加了光传感器的制造时间并由此导致额外的制造成本。除此以外，当被密封的面积相对大时，在这种密封剂上会出现问题。也就是在涂覆密封剂时，由于加工引起的不均匀性而出现未密封位置。通过这些位置，湿气或污物会侵入传感器内部。
发明内容
本发明的任务在于，提出一种开始部分所述类型的光传感器，它可合理地制造及它在机械特性上可被改善。
为了解决该任务，提出了一种用于检测在一个监测区域中的目标的光传感器，具有至少一个外壳，用于接收光学及电子部件，其中，外壳的一些部分由低压注射材料构成，这些部分各通过低压注射过程被成型。
下面描述了本发明有利的实施形式及合乎目标的进一步构型。
本发明的光传感器用于检测在一个监测区域中的目标，具有至少一个外壳，用于接收光学及电子部件。外壳的一些部分由低压注射材料构成，这些部分各通过低压注射过程被成型。
由低压注射材料构成的部分可承担不同的功能，在一个低压注射过程形式的共同加工过程中被同时制造。
由此在缩短制造时间的同时，减少了用于制造光传感器的部件数目，因此显著降低了光传感器的制造成本。
此外有利的是，用于产生由低压注射材料构成部分的低压注射过程具有低的熔点。因此，在由具有显著高的熔点的塑料或金属作成的传感器外壳上，安装这些部件不会产生不良影响或损坏。在此，聚酰胺特别适合作为低压注射材料。
由低压注射材料构成的部分，在此能够在外壳上或者在与外壳相连接的以及/或者其位置固定在外壳上的单元上，以可变的形状成型。这时，由低压注射材料构成的部分可同时构成用于固定其位置的装置及密封装置。如此构成的用于固定位置及密封的装置可在一个低压注射过程中被制造，由此使光传感器的部件数目及光传感器的装配时间显著地缩短。
在本发明的一个特别有利的实施形式中，根据本发明的光传感器具有一个可被一个盖封闭的壳体，该壳体的机械结构构成如下，即当盖装在壳体上时形成一个闭合的低压注射槽，该槽环绕在盖与壳体之间的接缝处，此外还一直延伸到一个插头或电缆形式的电连接装置处。因此可通过将低压注射材料导入低压注射槽中的单一低压注射过程实现盖及连接装置在壳体上的密封及位置固定。这就实现了光传感器特别合理地、低成本制造。此外，借助低压注射材料，即使在诸如盖等此类大部件上也可获得均匀的、可靠的密封功能。
低压注射材料还可满足其它附加功能，例如用作光束的光导装置。因此例如由一个状态指示元件射出的光可通过用作密封装置的低压注射槽传导到光传感器外壳外侧上的光透射面，而不必使用附加部件。
此外，由低压注射材料构成的部件也可被设置在光传感器外壳的外侧。用于光传感器透射窗的位置固定装置及密封的框便是例子。
最后，光传感器的外壳本身也可由低压注射材料作成。在此情况下，该光传感器的光学及电子部件构成一个组件，该组件完全用低压注射材料压力注射包封以构成一个外壳基体。该变型方案也使得光传感器成本特别低廉的、合理的制造成为可能。
有利的是，该光传感器具有借助一些由低压注射材料构成的部分来实现其在外壳上的位置固定的电连接装置。
有利的是，这些由低压注射材料形成的部分构成密封装置。
有利的是，电连接装置伸入到用低压注射材料填注的低压注射槽中。
有利的是，电连接装置被构成插头。
有利的是，插头由低压注射材料构成。
有利的是，电连接装置由电缆构成。
有利的是，电缆被支承在外壳上的一个由低压注射材料构成的抗弯折保护套中，该套构成该电缆的拉力卸荷装置。
有利的是，抗弯折保护套与低压注射槽相连接。
有利的是，该光传感器具有一些由低压注射材料构成的导光元件。
有利的是，该光传感器具有发射光的状态指示元件，其中光通过由低压注射材料构成的导光元件被传导到外壳外侧上的光透射面。
有利的是，导光元件延伸在低压注射槽中。
有利的是，透射窗安装在一个由低压注射材构成的框中。
有利的是，框在一个低压注射过程中被注射在外壳的外侧上。
以下将借助附图来描述本发明。附图为图1光传感器的第一种实施例的纵断面图，其中插头作为连接装置；图2图1中传感器的一种变型纵断面图，其中电缆作为连接装置；图3a-b图1中光传感器的仰视图，其中外壳孔带有一个插头附件，处于不同装配位置；图4图2中光传感器的仰视图，其中带有一个插入了电缆的壳体孔；图5a、b根据图1或图2的光传感器在不同安装位置的横断面图；图6根据图5的光传感器的一个变型的横断面图；图7光传感器的另一实施例的纵剖视图；图8光传感器的另一实施例的透视图。
具体实施例方式
图1表示一个用于检测在监测区域中的目标的光传感器1的第一实施例。在本例中，该光传感器构成光探测器7。原则上，该光传感器1也可构成光电耦合器、反射光耦合器、距离传感器及类似装置。
为了容纳光学及电子部件，该光传感器1具有一个由塑料或金属制作的外壳2。图1表示出可由盖26封闭的壳体2a，该盖2b如图3a、b所示。为了检测目标，该光传感器1具有一个发射发送光束的发送器4及一个接收接收光束的接收器6。发送器4由一个发光二极管或类似元件组成，接收器6由一个光电二极管或类似元件组成。一般也可具有多重设置的发送器4及接收器6。
发送器4及接收器6还具有一些电子部件，它们位于印制电路板7上，图中未示出。属于该电子部件的尤其是，一个微控制器形式或类似形式的求值单元或类似物。为了产生一个二进制的目标确定信号，在该求值单元中对接收器6的接收信号进行求值。目标确定信号的开关状态指示，一个目标是否处于监测区域中。
为使发送光束3的光束成型，设置了一个发送镜组8。借助一个接收镜组9，接收光束5被聚焦到接收器6上。发送镜组8及接收镜组9设在偏振滤光镜10的后面。发送光束3及接收光束5被设在外壳2前壁中的透射窗11引导。
为了实现发送光束3与接收光束5的光学隔离，设有延伸在外壳2内空间中的壳体接片12。
为了指示光传感器1的状态设有一个发光二极管或类似元件形式的状态指示元件13，它被安装在印制电路板7上。由状态指示元件13发射的光束14通过外壳壁中透明嵌件形式的光透射面15，15’可从外壳2的外部看到。
在外壳2的角部区域中设有穿透壳体2a的固定孔16。
图1的光传感器1具有一个用作电连接装置的插头17。该插头17包括一个具有插头脚19的插头附件18。这些插头脚19在印制电路板7的触点接触区域上与该印制电路板导电连接。插头17支承在外壳2的下侧边上的一个壳体孔20中。
图2的光传感器1基本上相应于图1的光传感器1，它与后者的区别仅在于电连接装置的构成。
在此情况下，电连接装置由电缆21构成，电缆芯线22被连接到印制电路板7上。由图1可看出，电缆21被支承在一个拉力卸荷装置的抗弯折保护套23中。电缆21与抗弯折保护套23被支承在外壳2的下侧边上的壳体孔20中。
图3a、b表示外壳2的下侧边，它具有图1中光传感器1的壳体孔20。壳体孔20由壳体2a的弧段及可放置在壳体上的盖2b的弧段构成边。从限制壳体孔20边缘的、壳体2a及盖2b的弧段伸出一些接片24，它们可插入插头附件18的槽口25中，由此使插头附件抗扭转地支承在壳体孔20中。此外，这些接片24构成用于插头17的拉力卸荷装置。图3a表示从壳体2a上抬起的盖2b及将被放置到壳体2a的壳体孔20的一部分中的插头附件18，然后使将盖2b盖上(图3b)。
图4表示图2的光传感器1的、用于接安置电缆21的壳体孔20。该壳体孔20具有一个与图3a、b的实施形式相应的结构。在此情况下，在壳体2a及盖2b上的接片24构成伸入壳体孔20中的用于固定电缆21的定位销。
由图1及图2可看到，设有一个在壳体2a的侧壁上向其外围方向延伸的低压注射槽26，它的上侧通过放置盖2b被封闭。该低压注射槽26经过壳体2a的后侧及侧壁一直延伸到壳体2a的上边缘及下边缘。该低压注射槽26构成一个不间断的通道，它一直延伸到电连接装置。当盖2b被盖在壳体2a上时，在一个低压注射过程中，将一种低压注射材料，优选聚酰胺，导入低压注射槽26中。通过用低压注射材料注入低压注射槽26中，可在盖2b与壳体2a之间产生连接，由此实现了盖2b的位置固定，同时实现了壳体2a与盖2b之间接缝处的密封。
此外，由于电连接装置也伸入到低压注射槽26中，通过低压注射槽26的填注也实现了连接装置的位置固定及它的位于壳体孔20中的部分的密封。在图1的实施形式中，插头附件18由低压注射材料实现在壳体孔20中的位置固定。在图2的实施形式中，电缆21在壳体孔20中被固定在位置上。此外，抗弯折保护套23也由低压注射材料组制成，它可在低压注射过程中被制造，由此不需要另一制造步骤。
此外在壳体上边缘上的低压注射槽26的区段也构成导光装置，以将由状态指示元件13发射的光束14一直传导到光透射面15，15’。这时，低压注射材料优选为无色的。作为备选方案，低压注射材料也可染成壳体的颜色。而在任何情况下，该低压注射材料对于光束14是透明的。
图5a、b表示低压注射槽26的第一实施形式，图5a表示图1或2的光传感器1的一些部件的解体视图。图5b表示组装完毕状态各部件。
从图5a、b可清除地看出，壳体2a构成一个模制件，其中可放置光传感器1的电子及光学部件。作为这些部件，在图5a、b中表示出带有发送器4的印制电路板7、发镜组8、偏振滤光镜10及透射窗11。
从盖2b的底侧伸出一个盖接片27，它沿盖2b的外围方向环绕延伸，具有一个变化的、适配壳体2a的轮廓。当盖2b安装在壳体2a上时，盖接片27插入到壳体2a的接收槽中，由此在这些部件之间构成了如图5b所示的低压注射槽26。
图6表示图5a、b的实施形式的一个变型。图6所示的该实施形式中，在外壳2的后侧区域中的盖接片27弯曲两次，以构成低压注射槽26。就其他方面而言，图6所示的变型与图5a、b的实施形式相同。
图7表示光传感器1的另一实施例。其光学及电子部件与图1及2的实施形式相同，它们在本例中形成一个组件，即一个预制好的组装单元。在此情况下，光传感器1的光学部件被支承在一个管28中，该管安装在印制电路板7上，并由透射窗11封闭。因此，该组件构成了一个包封的密封单元。在此情况下，印制电路板7的上、下边缘突出到该包封单元处。在印制电路板7的上自由边缘处设有状态指示元件13。插头17的插头脚19接触在印制电路板7的下自由边缘处，在本例中，该插头构成电连接装置。
在本例中，外壳2完全由低压注射材料构成。在此情况下，该组件在一个低压注射过程中完全由低压注射材料来压力注射包封。印制电路板7的露出的接触位置及插头脚19及插头附件18的一部分以及状态指示元件13在此情况下被低压注射材料包封并由此被密封。此外，插头附件18通过低压注射过程由起包封作用的低压注射材料固定在其位置上。甚至插头17本身通常也由低压注射材料构成。
此外，如此进行低压注射过程，以致固定孔16也在此被形成。这些孔可通过金属套管29加强，这些套管作为插入部件插入到用于制造外壳2的注射模中。
图8表示光传感器1的另一实施例的外壳2。类似于图1的实施形式，在外壳下边缘上支承着一个插头17，在外壳2的前壁中安装着一个透射窗11。在本例中，透射窗11被支承在壳体2的外侧上的一个框30中。框30由低压注射材料构成，低压注射材料在一个低压注射过程中被施加到外壳2的外侧上。通过该框30实现了透射窗11的位置固定及密封。
此外，在低压注射过程中，在外壳2的上侧注射一个由低压注射材料构成的准星形式的定向辅助物31。
最后，在低压注射过程中注射上一个由低压注射材料构成的密封件32，它将一个透明的指示截球体33密封在壳体2的上侧边的一个孔上。
权利要求
1.用于检测在一个监测区域中的目标的光传感器，具有至少一个外壳，用于接收光学及电子部件，其特征在于外壳(2)的一些部分由低压注射材料构成，这些部分各通过低压注射过程被成型。
2.根据权利要求1的光传感器，其特征在于低压注射材料由聚酰胺组成。
3.根据权利要求1或2的光传感器，其特征在于外壳基体由低压注射材料构成。
4.根据权利要求3的光传感器，其特征在于该光传感器的光学及电子部件形成一个组件，该组件在一个低压注射过程中由低压注射材料压力注射包封，用于构成壳体(2a)。
5.根据权利要求1或2的光传感器，其特征在于通过低压注射过程由低压注射材料形成的装置可被制成位置固定装置和/或密封装置。
6.根据权利要求5的光传感器，其特征在于外壳(2)具有一个用于接收光学及电子部件的壳体(2a)，该壳体可被一个盖(2b)封闭，其中为了实现盖(2b)在壳体(2a)上的位置固定以及壳体(2a)与盖(2b)之间的接缝处的密封，设置了一些由低压注射材料构成的部分。
7.根据权利要求6的光传感器，其特征在于当盖(2b)放置在壳体(2a)上时，沿壳体(2a)接缝处形成一个闭合的低压注射槽(26)，该槽在一个低压注射过程中由低压注射材料填满。
8.根据权利要求5至8之一的光传感器，其特征在于该光传感器具有借助一些由低压注射材料构成的部分来实现其在外壳(2)上的位置固定的电连接装置。
9.根据权利要求8的光传感器，其特征在于这些由低压注射材料形成的部分构成密封装置。
10.根据权利要求8或9的光传感器，其特征在于电连接装置伸入到用低压注射材料填注的低压注射槽(26)中。
11.根据权利要求8至10之一的光传感器，其特征在于电连接装置被构成插头(17)。
12.根据权利要求1的光传感器，其特征在于插头由低压注射材料构成。
13.根据权利要求8至12中一项的光传感器，其特征在于电连接装置由电缆构成(21)。
14.根据权利要求13的光传感器，其特征在于电缆(21)被支承在外壳(2)上的一个由低压注射材料构成的抗弯折保护套(23)中，该套构成该电缆(21)的拉力卸荷装置。
15.根据权利要求14的光传感器，其特征在于抗弯折保护套(23)与低压注射槽(26)相连接。
16.根据权利要求1或2的光传感器，其特征在于该光传感器具有一些由低压注射材料构成的导光元件。
17.根据权利要求16的光传感器，其特征在于该光传感器具有发射光的状态指示元件(13)，其中光通过由低压注射材料构成的导光元件被传导到外壳(2)外侧上的光透射面(15，15’)。
18.根据权利要求17的光传感器，其特征在于导光元件延伸在低压注射槽(26)中。
19.根据权利要求1至18之一的光传感器，其特征在于该光传感器具有一个发射发送光束(3)的发送器(4)及一个接收接收光束(5)的接收器(6)，其中发送光束(3)及接收光束(5)通过外壳(2)中的至少一个透射窗(11)传导。
20.根据权利要求19的光传感器，其特征在于透射窗(11)安装在一个由低压注射材构成的框(30)中。
21.根据权利要求20的光传感器，其特征在于框(30)在一个低压注射过程中被注射在外壳(2)的外侧上。
全文摘要
本发明涉及用于检测在一个监测区域中的目标的光传感器(1)。该光传感器(1)具有至少一个外壳(2)，用于接收光学及电子部件。外壳(2)的部件由低压注射材料构成，这些部件各通过低压注射过程被成型。
文档编号G01B11/00GK1667365SQ20051005474
公开日2005年9月14日 申请日期2005年3月11日 优先权日2004年3月11日
发明者马丁·阿尔加斯特, 京特·施瓦茨, 托马斯·迪姆尔, 格诺特·马斯特 申请人:洛伊策电子两合公司