Ein Sensorgehäuse muss Elektronik schützen, ein Sensorelement positionieren, Temperaturwechsel überstehen und allem widerstehen, was die Umgebung mit sich bringt – Kühlmittel, Abgas, Salznebel oder Hydraulikflüssigkeit. Diese Kombination ist der Grund, warum viele von ihnen tiefgezogen aus Edelstahl statt aus Stangenmaterial spanend gefertigt werden.
Wie werden Sensorgehäuse aus Edelstahl hergestellt?
Sensorgehäuse aus Edelstahl werden in der Regel durch Tiefziehen von Band aus 304 oder 316L zu einer Napf- oder Dosenform hergestellt, in einem oder mehreren Schritten je nach Tiefe und Wandstärke, anschließend Besäumen, Lochen, Umformen eventueller Flansche oder Gewindefreistriche und Endbearbeitung durch Entgraten, Passivieren oder Beschichten nach Bedarf. Kritische Merkmale sind Wandstärkengleichmäßigkeit, Konzentrizität zwischen Bohrung und Außendurchmesser, Ebenheit und Oberflächengüte der Dichtfläche sowie Gesamtlänge. Da austenitischer Edelstahl beim Umformen kaltverfestigt, können tiefe Gehäuse eine Zwischenglühung erfordern, und die Werkzeuge sind so ausgelegt, dass sie Kaltverschweißung vermeiden. Balford zieht Sensorgehäuse bis 250 mm Durchmesser auf Pressen von 25 t bis 350 t tief und prüft mit 2,5D-Profilprojektor, Vision-Messsystem, Bohrungsmikrometern und Konzentrizitätsmessgeräten.
Warum Tiefziehen bei diesen Teilen besser als Zerspanung ist
- Dünne, gleichmäßige Wandstärken bei deutlich weniger Materialabfall als beim Zerspanen von Stangenmaterial
- Ein geschlossenes Ende, in einem Arbeitsgang geformt statt als gefräste Tasche
- Reproduzierbare Konzentrizität, wenn das Werkzeug geführt und instand gehalten wird
- Niedrigere Stückkosten bei Automotive-Stückzahlen
- Oberflächenbeschaffenheit, geeignet zum Abdichten nach leichter Endbearbeitung
Die drei Merkmale, die über die Funktion entscheiden
Die Wandstärkengleichmäßigkeit bestimmt Festigkeit, Gewicht und wie stark das Material beim Tiefziehen ausgedünnt wird; eine Wand von nominell 1,0 mm kann am Napfboden dicker und in der Wandmitte dünner sein. Die Konzentrizität entscheidet, ob das Sensorelement korrekt sitzt und ob das Gehäuse ohne Zwang montiert werden kann. Der Zustand der Dichtfläche – Ebenheit und Rauheit – entscheidet, ob die Verbindung abdichtet; das ist ebenso ein Problem der Endbearbeitung und Handhabung wie des Umformens.
304 oder 316L – und was Sie dem Lieferanten mitteilen sollten
316L wird gewählt, wenn Chloridbelastung oder aggressive Medien zu erwarten sind; 304 deckt die meisten allgemeinen Anwendungen zu geringeren Kosten ab. Beide sind austenitisch und daher im Wesentlichen nichtmagnetisch, was wichtig ist, wenn das Gehäuse Teil eines Magnetkreises ist – dann ist stattdessen eine weichmagnetische Güte erforderlich. Teilen Sie dem Lieferanten das Medium, den Temperaturbereich, die Dichtungsmethode und die Frage mit, ob das Teil geschweißt wird, denn diese vier Angaben ändern Werkstoff und Endbearbeitungsweg.
Kernpunkt
Bei einem Sensorgehäuse legt das Tiefziehen die Form fest, aber die Montage definiert die Toleranzen. Senden Sie die Gegenbauteile oder die Dichtungsspezifikation zusammen mit der Zeichnung, dann wird die DFM-Prüfung konkret statt allgemein.
Häufig gestellte Fragen
Können Sensorgehäuse aus Edelstahl ohne Glühen hergestellt werden?
Flache Teile oft ja. Tiefe oder mehrstufige Ziehungen in 304 oder 316L benötigen in der Regel eine Zwischenglühung, um Kaltverfestigung abzubauen und Rissbildung zu verhindern.
Warum ist die Konzentrizität so kritisch?
Weil sie das Sensorelement positioniert und die Montagepassung steuert. Sie entsteht durch Werkzeug und Führung, nicht durch Prüfung, weshalb sie bereits in der DFM-Phase betrachtet wird.
Ist Passivierung bei Sensorgehäusen aus Edelstahl erforderlich?
Die Passivierung wird nach dem Umformen und der Zerspanung häufig gefordert, um die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen, indem freies Eisen von der Oberfläche entfernt wird. Balford führt die Passivierung über qualifizierte Partner durch und weist dies aus.