Ein Sensorgehäuse hat eine Aufgabe, die keinen zweiten Versuch kennt: Es muss den Messfühler über die gesamte Lebensdauer in seiner Achse halten, ihn gegen Feuchtigkeit, Salz und Temperaturwechsel abschirmen und dabei selbst im vorgesehenen Einbauraum bleiben. Wir fertigen solche Gehäuse als nahtlose Tiefziehteile — aus einem Stück Blech, ohne Schweißnaht, mit Wandstärke und Rundlauf, die über die Serie halten.
Warum tiefgezogen und nicht gedreht oder geschweißt
Drei Wege führen zu einem Gehäuse: Drehen aus dem Vollen, Schweißen aus Rohr und Blech, oder Tiefziehen aus dem Coil. Die Entscheidung fällt selten über die Funktion — alle drei Wege können ein dichtes Gehäuse liefern — sondern über die Stückzahl und über die Zahl der Nähte, die dicht bleiben müssen.
Beim Tiefziehen entstehen Wand und Boden als ein einziges, zusammenhängendes Material. Es gibt keine Schweißnaht, die im Salzsprühnebel zuerst korrodiert, keine Wärmeeinflusszone, in der die Wandstärke abfällt, und keinen Fügeschritt, der in der Serie streut. Bei Stückzahlen ab einigen Tausend Teilen pro Jahr ist das Tiefziehen in aller Regel das günstigste Verfahren — die Werkzeugkosten verteilen sich, und der Materialeinsatz ist geringer als beim Zerspanen, weil kein Span anfällt.
| Verfahren | Nähte | Wandstärke | Wirtschaftlich ab |
|---|---|---|---|
| Tiefziehen | keine | 0,15–2,0 mm | ca. 3.000–5.000 Stück/Jahr |
| Drehen (CNC) | keine | 0,8 mm aufwärts | ab 1 Stück, aber teuer pro Stück |
| Schweißen | 1 bis 2 Längsnähte | frei | Bei großen Abmessungen über 300 mm |
Der Werkstoff folgt dem Einsatzort, nicht dem Preis
Bei Sensorgehäusen ist die Korrosionsbeständigkeit selten eine Frage des Geschmacks. Ein Positionssensor im Innenraum kommt mit einem Standard-Edelstahl aus, ein Lambda-Sensor im Abgasstrang sieht Chloride, Kondensat und 600 °C — und braucht Molybdän. Die folgende Übersicht zeigt, welcher Werkstoff zu welcher Umgebung passt.
| Werkstoff | Kurzname / Norm | Einsatzumgebung | Hinweis |
|---|---|---|---|
| 1.4301 | X5CrNi18-10 | Innenraum, Maschinenbau, Süßwasser | der Standard; sehr gut ziehbar |
| 1.4404 | X2CrNiMo17-12-2 | Abgas, Chloride, Streusalz, Küste | Molybdän gegen Lochfraß; für Lambda-Sonden |
| 1.4310 | X10CrNi18-8 | Federnde Funktionen, Klemmringe, Halteklammern | hohe Streckgrenze durch Kaltverfestigung |
| 1.4016 | X6Cr17 | Magnetische Rückschlüsse, Sensorkappen | ferritisch und magnetisch — bei Magnetfeldern gefragt |
Ein Hinweis, der in Angeboten oft fehlt: Magnetische Eigenschaften lassen sich nicht nachträglich ändern. Ob ein Gehäuse ferritisch (magnetisch) oder austenitisch (nahezu unmagnetisch) ist, entscheidet der Werkstoff, nicht die Nachbearbeitung. Wer ein Magnetfeld durch das Gehäuse führen muss, wählt 1.4016; wer es abschirmen muss, wählt 1.4301. Diese Entscheidung gehört auf die Zeichnung, nicht in die Diskussion nach dem ersten Muster.
Die drei Maße, die die Funktion wirklich tragen
Ein Gehäuse kann dreißig bemaßte Merkmale haben. Für die Sensorfunktion sind drei davon entscheidend — und genau diese drei werden in Ausschreibungen am häufigsten zu locker angegeben.
1. Rundlauf und Konzentrizität
Der Sensor misst nur so genau, wie sein Gehäuse ihn ausrichtet. Wenn Innen- und Außendurchmesser über die Länge nicht auf derselben Achse liegen, kippt der Fühler und der Messfehler wächst mit der Distanz. Beim Tiefziehen wird der Rundlauf durch die Werkzeugführung und die Anzahl der Ziehstufen bestimmt — nicht durch eine Nachbearbeitung. Realistisch sind 0,05 mm bis 0,1 mm Rundlauf bei kurzen Gehäusen; bei langen, mehrstufig gezogenen Teilen muss man ihn bewusst auslegen.
2. Wandstärke am Ziehboden
Beim Tiefziehen wird das Material am Bodenradius gedehnt und an der Wand gestaucht — die Wand ist deshalb oben dicker als am Boden. Das ist kein Fehler, sondern Physik. Wer eine konstante Wandstärke über die gesamte Höhe bemaßt, fordert etwas, das das Verfahren nicht liefert, und treibt den Preis. Richtig ist eine Wandstärkenangabe am Boden plus eine zulässige Aufdickung am Kragen.
3. Ziehtiefe und Geradheit
Die erreichbare Tiefe hängt am Ziehverhältnis. Gehäuse mit einem Verhältnis von Höhe zu Durchmesser über 1 erfordern mehrere Ziehstufen, unter Umständen mit Zwischenglühen. Die Geradheit der Wand ist dabei das schwierigere Maß: Ein Gehäuse kann maßhaltig im Durchmesser und trotzdem leicht konisch sein. Wer beides braucht, sollte es auf der Zeichnung getrennt angeben.
Praxisregel: Für die Funktion entscheidende Maße sollten möglichst wenige sein und ausdrücklich als Funktionmaße gekennzeichnet werden — der Rest läuft nach DIN EN ISO 2768-m. Wir prüfen diese Maße dann einzeln und dokumentieren sie im Erstmusterprüfbericht.
Konstruktionsrichtlinien für Sensorgehäuse
Diese fünf Regeln entscheiden darüber, ob ein Gehäuse in zwei Ziehstufen fertig wird oder in vier — und damit über den Werkzeugpreis.
| Merkmal | Empfehlung | Was schiefgeht, wenn man sie ignoriert |
|---|---|---|
| Bodenradius | mindestens 1× Blechdicke, besser 2× | Boden reißt oder wird wellig; Werkzeugverschleiß steigt |
| Ziehradius | 4–8× Blechdicke bei Edelstahl | Wand reißt am Übergang vom Boden zur Wand |
| Bodenform | leichte Kalotte statt plane Fläche | Plane Böden wölben sich bei großen Durchmessern |
| Durchbrüche | mindestens 1× Blechdicke von Biegekanten entfernt | Loch verzieht sich, Wand beult aus |
| Gewinde | Wandstärke ≥ 0,8× Gewindesteigung | zu dünne Wand trägt kein Gewinde; Blech reißt beim Schneiden |
Vom Coil zum geprüften Gehäuse
Alle Schritte liegen unter einem Dach — das ist der Grund, warum Änderungen in Stunden statt in Wochen umgesetzt werden.
- Machbarkeitsprüfung — aus Ihrer Zeichnung leiten wir Ziehstufen, Radien und den Werkstoff ab, bevor Stahl geschnitten wird.
- Werkzeugbau im Haus — Zieh- und Folgewerkzeuge werden in CAD konstruiert und auf unseren eigenen Maschinen gefertigt und erprobt.
- Tiefziehen — auf mechanischen Pressen von 5 bis 250 t und hydraulischen Pressen von 250 bis 500 t, mit Niederhalterdruck und Schmierstoff je Legierung abgestimmt.
- Weiterverarbeitung — Entgraten, Bördeln, Ablängen und Drehen auf CNC-Zellen; Durchbrüche und Gewinde in derselben Aufspannung, wo die Geometrie es erlaubt.
- Nachbearbeitung — Glühen zur Spannungsarmut, Reinigen, Vorbereitung für Verzinken, Vernickeln oder Beschichten.
- Prüfung und Verpackung — Maßprüfung, Sichtprüfung und Dokumentation, danach exportgerechte Verpackung.
Prüfung und Dokumentation
Für Sensorgehäuse endet die Qualitätssicherung nicht mit einer Maßprüfung. Wir prüfen dimensionell und visuell, und auf Wunsch ergänzen wir Materialzeugnisse und Korrosionstests:
- 3D-Koordinatenmessung — Rundlauf, Wandstärke und Tiefe werden auf demselben Bezug geprüft, auf dem sie gefertigt wurden.
- Automatische Sichtprüfung — Oberflächen- und Formfehler werden vor dem Verpacken ausgefiltert.
- Salzsprühnebelprüfung — Nachweis der Korrosionsbeständigkeit für Außenanwendungen.
- Werkstoffzeugnis 3.1 nach EN 10204 — Chargenrückverfolgbarkeit bis zum Stahlwerk.
- Erstmusterprüfbericht (EMPB) — auf Wunsch mit Messprotokoll und Prozessfähigkeitsangaben.
Häufige Fragen
Welche Toleranzen sind bei Sensorgehäusen realistisch?
Durchmesser und Länge lassen sich in der Regel auf ±0,05 mm halten, Rundlauf auf 0,05 mm, wenn die Werkzeugführung entsprechend ausgelegt ist. Toleranzen unter 0,03 mm sind beim Tiefziehen ohne Nachbearbeitung nicht wirtschaftlich — wer sie braucht, kombiniert Tiefziehen mit CNC-Spanen. Die Grundtoleranzen für Tiefziehteile regelt DIN 6930-2; wir liefern zu jedem Angebot die erreichbaren Werte für Ihre Geometrie.
Kann ein Gewinde direkt in das gezogene Gehäuse geschnitten werden?
Ja, sofern die Wandstärke zur Gewindegröße passt. Als Faustregel gilt: Wandstärke mindestens 0,8× der Gewindesteigung. Bei M4 mit 0,7 mm Steigung sind das mindestens 0,56 mm Wand — bei dünnwandigen Gehäusen erreicht man das über einen Bördel oder eine eingezogene Hülse. Alternativ empfehlen wir ein eingepresstes Gewinde oder eine Nietmutter.
Wie dicht wird ein tiefgezogenes Gehäuse?
Der Korpus selbst ist dicht — es gibt keine Schweißnaht, die lecken könnte. Die Dichtheit hängt allein am Anschluss: an der Presspassung zum Deckel, an einer Dichtfläche oder an einer Schweißnaht am Kragen. Diese Fügestelle legen wir gemeinsam mit Ihnen fest, damit der Dichtheitstest schon beim Erstmuster bestanden wird.
Zu jedem Angebot gehört eine Machbarkeitsprüfung — Ziehstufen, Radien, Wandstärke und die erreichbaren Toleranzen, bevor ein Werkzeug geschnitten wird. Antwort in der Regel innerhalb von 24 Stunden.