Hermetisch verschlossenes Gehäuse mit eingebautem, mechanisch betätigbarem elektrischen Schalter Die Erfindung bezieht sich auf ein hermetisch ver schlossenes Gehäuse mit eingebautem, mechanisch betätigbarem elektrischen Schalter. Solche in ein her metisch verschlossenes Gehäuse eingebauten Schalter werden dort angewendet wo normale Gehäuse den ge stellten Anforderungen nicht genügen würden, wie z. B. unter Wasser, in Räumen mit aggressivem Schleifstaub oder auch in explosionsgefährdeten Räumen.
Die Erfindung will insbesondere ein hermetisch verschliessbares Gehäuse schaffen in welches normale Schalter eingebaut werden können. Das erfindungs- gemässe hermetisch verschlossene Gehäuse mit ein gebautem mechanisch betätigbarem elektrischen Schalter zeichnet sich dadurch aus, dass das Ge häuse einen flexiblen, der Schalterbetätigung dienen den Wandteil aufweist und dass die zum Einbringen des Schalters erforderliche Gehäuseöffnung mittels einer Schicht verschlossen ist, die mindestens teil weise aus erhärteter Gussmasse besteht,
die dielektri- sche Eigenschaften aufweist und durch welche die Schalteranschlüsse zugleich abgedichtet und isoliert hindurchgeführt sind.
In der beiliegenden Zeichnung sind einige Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes darge stellt.
Fig. 1 zeigt ein Gehäuse mit eingebautem Schalter im Schnitt; Fig. 2 zeigt ein Detail eines anderen Gehäuses in Draufsicht und im Schnitt längs der Linie II-II; Fig. 3 zeigt ein Kunststoffgehäuse im Schnitt mit einem Miniaturschalter; Fig. 4 zeigt ein Gehäuse im Schnitt mit einem ein gebautem Druckknopfschalter; Fig. 5 zeigt ein Detail eines Gehäuses für einen grösseren Schalter und Fig. 6 zeigt einen Teil eines Gehäuses.
In Figur 1 stellt 1 einen Miniaturschalter (s. g. Micro-Switch) dar, der in ein hermetisch verschlosse nes Gehäuse 2 eingebaut ist. Das Gehäuse 2 besteht aus einem einseitig offenen rechteckigen Metallkasten 3, der z. B. durch Tiefziehen nahtlos geformt ist. Der untere Flansch 4 dient der Befestigung des Gehäuses. Auf eine Öffnung 5 oben im Gehäuse ist ein flexibles Metallrohr 6 aufgelötet das oben durch den auf das Rohr aufgelöteten Knopf 7 verschlossen ist. Die untere Gehäuseöffnung ist so gross, dass der Miniaturschalter 1 leicht in das Gehäuse eingeführt werden kann. Der Schalter findet an der oberen Seite des Gehäuses seinen Anschlag.
Die Anschlüsse 8 des Schalters sind mit Anschlussdrähten 9 verbunden und mittels einer Gummitülle 10 durch die Gehäusewand hindurch nach aussen geführt. Unten ist eine Platte 12 am Gehäuse 3 befestigt, welche die Anschlussdrähte vor Beschädi gung schützt. Sie bildet aber keinen Bestandteil der hermetischen Abdichtung des Gehäuses.
Die Schicht 11 aus Gussmasse mit dielektrischen Eigenschaften bildet den unteren hermetischen Ab- schluss des Gehäuses gegen die Umgebung. Die Guss- masse muss dielektr. Eigenschaften aufweisen, weil die Anschlüsse durch die Schicht zugleich hermetisch dicht und isoliert herausgeführt werden. Als Material für diese Schicht ist ein selbsthärtender Kunstharz wie z. B. Araldit geeignet. Beim Giessen der Schicht wird man das Gehäuse auf den Kopf stellen und muss man dafür sorgen, dass die Gussmasse nicht in den Raum mit dem S'chalterbetätigungsorgan oder den Schalter selber eindringt.
Man wird dazu am besten zuerst die Fugen zwischen dem Schalter und dem Gehäuse mit einem geeigneten Kitt abdichten. Es muss natürlich auch darauf geachtet werden, dass sich der Schalter in der richtigen Lage befindet und während des Erhärtens der Gussmasse in dieser Lage verharrt.
Ein Miniaturschalter (Micro-Switch) wie in Fig. 1 dargestellt eignet sich besonders gut zum oben be- schriebenen Einbau in ein hermetisch geschlossenes Gehäuse, weil der Schalter sehr kompakt gebaut ist, meist selber schon ein rechteckiges Gehäuse aus Iso lationsmaterial aufweist und zudem einen sehr kleinen Schalthub hat.
Durch den kompakten Bau des Schalters und das den Schalter eng umschliessende Gehäuse ist die im Gehäuse enthaltene Luft oder gegebenenfalls das Gas volumen nur sehr gering. Infolge dieses geringen Luft inhaltes wird ein solches Gehäuse mit einem einge bauten Miniaturschalter den Anforderungen für die Verwendung in explosionsgefährdeten Räumen ohne weiteres entsprechen können. Da das Gehäuse herme tisch geschlossen ist kommen ausserdem Vorschriften über Spaltlängen usw. überhaupt nicht zur Anwen dung. Es ist mit einem solchen Gehäuse erstmals möglich einen verhältnismässig billigen Schalter in explosionssicherer Ausführung herzustellen, bei dem nicht die Kosten des Gehäuses diejenigen des Schalters um ein vielfaches übertreffen.
Dank dem sehr kleinen Schalthub des Miniatur schalters der in Grössenordnung 0,5 mm liegt kann der in Fig. 1 dargestellte Federbalg (6, 7) durch eine ein fache in Fig. 2 dargestellte Federplatte 13 ersetzt wer den. Um der Platte die nötige Elastizität zu geben ist sie mit konzentrischen Rillen, wie vom Aneroidbaro- meter her bekannt, versehen. Diese Platte ist auf die Gehäusewand 3 aufgelötet.
Auch das in Fig. 3 dargestellte Gehäuse ist für einen Schalter mit sehr kleinem Schalthub geeignet. Im Gegensatz zu den in Fig. 1 und 2 dargestellten Metallgehäusen, besteht das Gehäuse nach Fig. 3 aus Kunststoff. Über dem Betätigungsknopf des Miniatur schalters ist die Wand 20 des Gehäuses so dünn aus gebildet, dass sie die nötige Elastizität zum Betätigen des Schalters hat.
Die Schalteranschlüsse sind mit Anschlussdrähten 21 und 22 seitlich aus dem Kunststoffgehäuse 23 herausgeführt und 24 stellt eine Gussmasseschicht dar, die zugleich hermetisch abdichtet und isoliert.
In Fig. 4 ist ein Druckknopfschalter in einem her metisch verschlossenen Gehäuse dargestellt. Ein sol cher Schalter hat einen Schalthub von etwa 5 mm weshalb hier ein Federbalg für die Betätigung vor gesehen ist. Da pro Welle des Federrohres 30 nur eine bestimmte maximale Bewegung zulässig ist muss das Rohr genügend Wellen aufweisen wodurch es länger ist als der Schaltknopf 31 der aus dem Druckknopf körper 32 herausragt. Deshalb ist die Druckplatte 33 mit einem entsprechenden Ansatz 34 versehen. Das Federrohr ist wie bei der Ausführung nach Fig. 1 an der Druckplatte 33 und am Gehäuse 35 angelötet.
Der Druckknopfkörper ist unten mit Anschlussbolzen 36 versehen, die in der Gussmassel 37 verankert sind so dass sie den Druckknopf fixieren. Da der Druckknopf- körper einiges Spiel im Gehäuse 35 hat, ist vor dem Eingiessen der Gussmasse eine Presspanplatte 38 ein gelegt, die verhütet, dass Gussmasse in den Schalter eindringt. Der Zwischenraum zwischen dem Schalter körper 32 und dem Gehäuse 35 ist mit einem Pulver z. B. Quarzsand 39 gefüllt um so das im Gehäuse ein geschlossene Luftvolumen möglichst kelin zu halten. Unten ist das Gehäuse mit einer Abdeckplatte 40 und mit einer Stopfbüchse 41 versehen.
Sollen noch grössere Schalter auf ähnliche Art hermetisch eingeschlossen werden, so kann man vor dem Eingiessen der Gussmasse zuerst eine Platte ein legen wie dies Fig. 5 zeigt. In Fig. 5 sind 50 die Anschlussbolzen des Schalters, 51 ist die Gehäuse wand, deren Öffnung nach aussen enger werdend konisch ausgebildet ist. 52 ist eine Kunststoffplatte und 53 ist die hermetisch abdichtende Gussmasse. Damit die Gussmasse beim Giessen nicht in den Schalter eindringt ist eine abdichtende Presspanplatte 54 eingelegt.
Bei einer geeigneten Form des Gehäuses, z. B. bei einem zylindrischen Gehäuse wie bei Fig. 6 kann der der Schalterbetätigung dienende Wandteil vom kreis runden Gehäuseboden 60 gebildet sein, ohne dass dieser an irgendwelcher Stelle eine kleinere Wand stärke aufweist. Voraussetzung dazu ist nur eine aus reichende Elastizität des Bodens und ein entsprechen der (kleiner) Schalthub des zu betätigenden Schalters 61.
Es kann unter Umständen auch vorteilhaft sein das Gehäuse mit einem inerten Gas wie z. B. Stick stoff zu füllen.
Hermetically sealed housing with a built-in, mechanically operated electrical switch The invention relates to a hermetically sealed housing with a built-in, mechanically operated electrical switch. Such switches built into a closed housing her meticulously are used where normal housings would not meet the ge requirements, such. B. under water, in rooms with aggressive grinding dust or in potentially explosive rooms.
The invention particularly aims to create a hermetically sealable housing into which normal switches can be installed. The hermetically sealed housing according to the invention with a built-in mechanically operated electrical switch is characterized in that the housing has a flexible wall part that is used to operate the switch and that the housing opening required for inserting the switch is closed by means of a layer that at least partially consists of hardened casting compound,
which has dielectric properties and through which the switch connections are both sealed and insulated.
In the accompanying drawings, some exemplary embodiments of the subject invention are from Darge provides.
1 shows a housing with a built-in switch in section; Fig. 2 shows a detail of another housing in plan view and in section along the line II-II; Fig. 3 shows a plastic housing in section with a miniature switch; Fig. 4 shows a housing in section with a built-in push button switch; Fig. 5 shows a detail of a housing for a larger switch and Fig. 6 shows part of a housing.
In FIG. 1, 1 represents a miniature switch (see g. Micro-Switch) which is installed in a hermetically sealed housing 2. The housing 2 consists of a rectangular metal box 3 open on one side, the z. B. is formed seamlessly by deep drawing. The lower flange 4 is used to attach the housing. A flexible metal tube 6 is soldered onto an opening 5 at the top of the housing and is closed at the top by the button 7 soldered onto the tube. The lower housing opening is so large that the miniature switch 1 can easily be inserted into the housing. The switch finds its stop on the upper side of the housing.
The connections 8 of the switch are connected to connecting wires 9 and led through the housing wall to the outside by means of a rubber grommet 10. At the bottom a plate 12 is attached to the housing 3, which protects the connecting wires from damage. But it does not form part of the hermetic seal of the housing.
The layer 11 made of casting compound with dielectric properties forms the lower hermetic seal of the housing from the environment. The casting compound must be dielectr. Have properties because the connections are led out through the layer in a hermetically sealed and insulated manner. The material for this layer is a self-curing synthetic resin such as. B. Araldite suitable. When pouring the layer, the housing will be turned upside down and it must be ensured that the casting compound does not penetrate into the space with the switch actuator or the switch itself.
It is best to first seal the joints between the switch and the housing with a suitable putty. Of course, it must also be ensured that the switch is in the correct position and remains in this position while the casting compound is hardening.
A miniature switch (micro switch) as shown in FIG. 1 is particularly suitable for the above-described installation in a hermetically sealed housing, because the switch is very compact, usually itself already has a rectangular housing made of insulation material and also one has a very small switching stroke.
Due to the compact design of the switch and the housing that tightly encloses the switch, the air or gas volume contained in the housing is only very small. As a result of this low air content, such a housing with a built-in miniature switch can easily meet the requirements for use in potentially explosive areas. Since the housing is hermetically closed, regulations on gap lengths etc. are not applicable at all. With such a housing it is possible for the first time to produce a comparatively cheap switch in an explosion-proof design, in which the costs of the housing do not exceed those of the switch many times over.
Thanks to the very small switching stroke of the miniature switch, which is in the order of magnitude of 0.5 mm, the bellows (6, 7) shown in FIG. 1 can be replaced by a spring plate 13 shown in FIG. In order to give the plate the necessary elasticity, it is provided with concentric grooves, as known from the aneroid barometer. This plate is soldered onto the housing wall 3.
The housing shown in FIG. 3 is also suitable for a switch with a very small switching stroke. In contrast to the metal housings shown in FIGS. 1 and 2, the housing according to FIG. 3 is made of plastic. Over the operating button of the miniature switch, the wall 20 of the housing is made so thin that it has the necessary elasticity to operate the switch.
The switch connections are laterally led out of the plastic housing 23 with connecting wires 21 and 22 and 24 represents a layer of cast compound which at the same time hermetically seals and insulates.
In Fig. 4, a push-button switch is shown in a closed housing. Such a switch has a switching stroke of about 5 mm, which is why a bellows is seen here for actuation. Since only a certain maximum movement is permissible per shaft of the spring tube 30, the tube must have enough waves so that it is longer than the switch button 31 which protrudes from the push button body 32. The pressure plate 33 is therefore provided with a corresponding shoulder 34. As in the embodiment according to FIG. 1, the spring tube is soldered to the pressure plate 33 and to the housing 35.
The push-button body is provided at the bottom with connecting bolts 36, which are anchored in the cast iron 37 so that they fix the push-button. Since the pushbutton body has some play in the housing 35, a pressboard 38 is inserted before the casting compound is poured in, which prevents the casting compound from penetrating the switch. The space between the switch body 32 and the housing 35 is coated with a powder z. B. quartz sand 39 is filled so as to keep a closed volume of air in the housing as small as possible. At the bottom the housing is provided with a cover plate 40 and a stuffing box 41.
If even larger switches are to be hermetically sealed in a similar way, a plate can first be inserted before the casting compound is poured in, as shown in FIG. 5. In FIG. 5, 50 are the connecting bolts of the switch, 51 is the housing wall, the opening of which is conical and tapering towards the outside. 52 is a plastic plate and 53 is the hermetically sealing molding compound. A sealing pressboard 54 is inserted so that the casting compound does not penetrate the switch during casting.
With a suitable shape of the housing, e.g. B. in a cylindrical housing as in Fig. 6 of the switch actuation serving wall part of the circular housing base 60 can be formed without this having a smaller wall thickness at any point. The only prerequisite for this is a sufficient elasticity of the base and a corresponding (small) switching stroke of the switch 61 to be actuated.
It may also be advantageous to fill the housing with an inert gas such as. B. Stick stuff to fill.