DE1639197A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von elektrischen Reed-Schaltern - Google Patents

Description

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTOART 1 R *? Q 1 Q "7

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Badalex Limited, Weybridge Trading Estate, Weybridge, Surrey (England)

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von elektrischen Reed-Schaltern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung sum Herstellen von elektrischen Reed-Schaltern.

Ein elektrischer Reed-Schalter umfaßt zwei langgestreckte Kontaktglieder oder Elektroden aus paramagnotienhem Material, die, mehr oder weniger ausgeriohtst, nn ihrsn Enri-in einander überlappen, jüloch etwas voneinander getrennt sind. Via Anor.lnimg der Elektroden ist derart, daß beim Einbringen in ein Magnatiaches Feld ausreichender StSrks die magnetisch«

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Anziehung ausreicht, die Elektrodenenden gegentx^ander zu ziehen und miteinander in Berührung zu bringen, 00 daß zwischen den beiden Elektroden eine elektrische Verbindung hergestellt ist. Die Elektroden sind in der Regel in der Weise gehalten, daß sie in einer gewöhnlich aus Glas bestehenden Umhüllung abgedichtet eingeschlossen sind.

Für bestimmte Anwendunge«wecke werden Reed-Schalter (dry reed switch") benötigt, an die höchste Ansprüche gestellt werden. So wird beispielsweise häufig verlangt, daß der Schalter eine sehr große Anzahl von Schaltvorgängen zuverlässig ausführt oder eine lange Lebensdauer besitzt.

Es ist in erster Linie Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eine· elektrischen Reed-Schalters anzugeben, das gegenüber herkömmlichen Verfahren leichter und mit geringerem Aufwand ausführbar ist und einen verbesserten Schalter liefert.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführung jfoiman el er Erfindung dient im Zuaaianenhang mit beilLegeiul·.·!' 2.«iii!hnu»i; der wjlteran Erliuterung.

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Eb zeigen:

Fig. 1 eine scheaatische Sehnittansicht eines Reed-Schaltere mit BetEtigung«spule;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Schalters aus Fig. 1 und

Fig. 3a - 3g schematische Darstellungen der erfindungs-

gemäß aufeinanderfolgenden Schritte bein Zusammenbau des Schalters aus Fig. 1 und 2.

Der schematisch in Fig, 1 und 2 dargestellte Reed-Schalter weist ein Gehäuse 10 in Form einer Glashülse auf, an deren Enden zwei langgestreckte Elektroden 11 und 12 eingeschmolzen eind. Die Elektroden bestehen aus weichem magnetischem Material. Die Enden 11a und 12a der Elektroden 11 bzw. 12 sind abgeflacht und überlappen sich in der dargestellten Weise. Normalerweise sind die abgeflachten Enden lla und 12a geringfügig voneinander getrennt. Wenn jedoch ein Magnetfeld um die Elektroden herum erzeugt wird, werden die abgeflachten Enden lla und 12a zueinander hingezogen. Die Elektreden sind ausreichend nachgiebig ausgebildet, so daß die abeflachten Enden unter dem Einfluß der magnetischen Kraft zusammengeführt werden und somit eine

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elektrische^: Verbindung vermitteln. Das zur Betätigung des Schalters erforderliche Magnetfeld kann auf irgend eine Weise erzeugt werden. Häufig ist der Schalter von einer Spule 13 umschlossen, die bei Stromdurchfluß ein für die Betätigung des Schalters ausreichendes Feld erzeugt.

Für bestimmte Anwendungszwecke kann es erforderlich sein, daß ein Reed-Schalter der beschriebenen Art hintereinander eine große Anzahl, z.B. eine Million,von Schaltvorgängen ausführt. Es kann außerdem - gegebenenfalls auch gleichzeitig - notwendig sein, daß der Schalter über eine große Anzahl von Jahren hinweg zuverlässig arbeitet. Trotz der offensichtlichen Einfachheit des Schalters muß er mit erheblicher Genauigkeit hergestellt werden. Der Abstand zwischen den abgeflachten Enden der Elektrode darf lediglich einige Hundertstel-Millimeter betragen. Der bei unbetätigtera Schalter zwischen den Elektrodenenden vorliegende Spalt muß mit einer Genauigkeit eingestellt sein, die Bruchteile eines Hundertstel-Millimeters beträgt. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können bei einem Schalter der in Fig. 1 und 2 gezeigten Art die Elektroden mit hoher Genauigkeit positioniert werde]», so daß sich ein Schalter mit verbesserten Eigenschaften ergibt.

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Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung besitzt vorzugsweise einen üblichen Revolverkopf, der durch sukzessives Fortschalten eine. Reihe von Stellungen einnehmen kann. In einer Beschickungsstellung, die in Fig. 3(a) angegeben ist, wird eine Elektrode 12 in einem aus Backen 14 bestehenden Halter angeordnet. Die Elektrode 12 wird so gehalten, daß ihr abgeflachtes Ende 12a zu oberst liegt. Die Elektrode 12 wird axial Und in Längsrichtung eingestellt. Es ist jedoch nicht wesentlich, daß diese Einstellung mit auesergewöhnlicher Genauigkeit erfolgt.

Die Elektrode 12 wird nunmehr durch Fortechalten des Revolverkopfes in eine zweite Stellung überfuhrt, die in Fig. 3(b) gezeigt ist. In dieser Stellung wird eine zweite Elektrode 11 oberhalb der Elektrode 12 in Stellung gebracht, wobei das flache Ende lla der Elektrode zu unterst liegt und das flache Ende 12a der Elektrode 12 überlappt. Nunmehr werden Mittel betätigt zur Erzeugung eines Magnetfeldes, das sich wenigstens in der Nähe der sich überlappenden Enden lla und 12a ausbilden muß. Das Vorliegen dieses Feldes ist in Fig. 3(b) durch den Untertitel H s h angedeutet. Durch das Magnetfeld werden die beiden abgeflachten Enden der Elektroden veranlaßt,einander

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magnetisch anzuziehen, und zwar mit einer Stärke, die ausreicht, die obere Elektrode 11 an der unteren Elektrode 12 zu halten und daran abzustützen. Die beiden Elektroden stehen dabei miteinander in Berührung, und zwischen ihnen liegt kein

vor

Spalt/. Dies ist in Fig. 3(b) durch den untertitel 0 * ο angezeigt .

Als Folge der auf diese Weise hergestellten Anordnung und Halterung der beiden Elektroden 11 und 12 sind zwar die beiden abgeflachten Enden 11a und 12a in dichtem, gegenseitigem Kontakt, es kann jedoch noch eine seitliche Versetzung der beiden Enden vorliegen, wie dies schematisch in Fig. 3(c) angegeben ist. Diese Figur zeigt eine weiter« Station des Revolverkopfes der Vorrichtung, in welcher die beiden abgeflachten Enden so eingestellt werden, da£, so weit als möglich, die senkrechten Ränder der beiden Enden miteinander ausgefluchtet sind, wodurch gewährleistet ist, daß eine maximale Fliehe der abgeflachten Enden in gegenseitigem Kontakt steht. Ub diese Ausrichtung zu erreichen, werden in der der Fig. 3(c) entsprechenden Maschinenstation zwei seitlich hin- und herverschiebliche und radial zurückziehbare

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Finger 15 und 16 zur Anlage an die Elektroden gebracht. Die Figner 15 und 16 besitzen untere Teile 15* bew. 16a, welche so angeordnet werden, daß sie an den Seiten der abgeflachten Abschnitte 11a und 12a anschlagen und diese ausrichten. Die Finger 15 und 16 weisen ferner obere Teile 15b bzw. 16b auf, die an den oberen Teilen der Elektrode 11 angreifen und diese zum Teil während des AusrichtVorganges halten und abstützen sowie weiterhin gewährleisten, daß die Elektrode 11 praktisch mit der Elektrode 12 ausgefluchtet ist. Diese Einjustierung des oberen, abgeflachten Elektrodenendes wird ausgeführt, solange das Magnetfeld entsprechend de« Untertitel in Fig. 3(c) noch eingeschaltet ist. Wenn die Finger 15 und 16 nach außen zurückgezogen werden, verbleibt die obere Elektrode 11 in ihrer nun neu einjustierten Lage.

Der Revolverkopf wird nun in die nächste Position_£ &le in Fig. 3(d) dargestellt ist, fortgeschaltet. Dort wird ein kurzes Glasrohr 17, das von Klembacken l8 gehalten ist, nach unten über das obere Ende der Elektrode 11 geschoben, bis es die einander überlappenden Enden der Elektroden umschließt. In den Fig. 3(a), 3(b) und 3(c) sind die Backen 18 mit gebrochenen Linien dargestellt, weil in diesen Revolverkopf-Stellungen die Backen 18 keine Funktion ausüben.

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Ohne Veränderung der Lage der Elektroden und des Olaerohres 17 bewegt sich nun der Revolverkopf in eine weitere Stellung, die in Fig. 3(e) dargestellt ist. In dieser Stellung wird das obere Ende des Glasrohreβ, wie durch das Bemgsseichen 20 angedeutet, geschlossen, wobei die beiden Elektroden 11 und durch die Anwesenheit des Magnetfeldes ständig in gegenseitiger Berührung gehalten werden. Das Einschmelzen der Elektrode 11 in das Glasrohr (17) wird ausgeführt, ohne daß dabei irgend «ine Relativbewegung zwischen den beiden Elektroden 11 und 12 stattfindet.

In einer weiteren Station des Revolverkopfes, in welcher das Glasrohr 17 immer noch durch die Backen 18 gehalten ist, wird nun das Magnetfeld abgeschaltet (Fig. 3(f) K Die obere Elektrode 11 wird nun vom Glasrohr 17 gehalten. Nunmehr werden 4ie unteren Backen 14, welche die Elektrode 12 abstat«en, in Richtung des Pfeiles 21 seitlich verschoben, und «war Ober eine Entfernung hinweg, die demjenigen Abstand entspricht, welcher zwischen den beiden abgeflachten Enden der Elektroden 11 und 12 vorliegen soll, wenn der Schalter in einer Offenstellung ist. Diese Trennung der Elektroden und die Einstellung der Spaltbreite ist in Fig. 3(f) durch den Untertitel G « g angedeutet.

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Schließlich wird in einer weiteren Station des Revolverkopfes (Pig. 3(g)) das untere Ende des Rohres 17 - vergl. Bezüge«eichen 22 - um die Elektrode 12 herum geschmolzen. Diese Schmelzung oder Abdichtung wird ebenfalls wieder ohne Relativbewegung der beiden Elektroden 11 und 12 vollzogen. Somit befinden sich nach dem Abkühlen der beiden Glasschmelzstellen die zwei Elektroden 11 und 12 in der gewünschten 'Arbeitsstellung.

Die seitliche Ausrichtung der abgeflachten Enden der Elektroden, die in der Station gemäß Fig. 3(c) erfolgt, erweist sich bei der Leistungssteigerung des erfindungsgemäß hergestellten Schalters von erheblicher Bedeutung. Wegen den Genauigkeitsanforderungen, die an die fertigen Schalter gestellt werden» entsteht leicht ein gewisser Prozentsatz an Ausschuß. Dieser Ausschußanteil wird wesentlich reduziert, wenn die beiden kontaktgebenden, abgeflachten Enden der Elektroden in der beschriebenen Weise ausgerichtet werden. Die zu diesen Zweck erforderlichen mechanischen Mittel, nftmlioh die Finger 15 und 16, find »ehr einfach und demnach wirkungsvoll, Durch das Anbringen de· Glasröhren 17 über die auf diese Weise ausgerichteten Elektroden wird das angestrebte Ergebnis ohne komplizierte Maschinenbewegungen erreicht. Es können jedoch

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auch andere Methoden sur Ausrichtung der Kontakte bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen werden.

Es ist erkennbar, daß die einzige Bewegung der Maschine, die mit höchster Präzision ausgeführt werden muß, die seitliche Bewegung der Backen It in Richtung des Pfeiles 21 (Fig. 3(D) ist. Es ist insbesondere keine mit hoher Genauigkeit ausgeführte Bewegung irgend eines Haltemittel? der oberen Elektrode 11 erforderlich, wie dies bei bestimmten Typen bekannter Vorrichtungen zum Herstellen von Reed-Schaltern der Fall ist. Ferner reduziert auch die Abwesenheit oberer Haltebacken für die Elektrode 11 den maschinellen Aufwand. Es ist verständlich, daß die Fig. 3(a) bis 3(g) jeweils eine oder mehr als eine Maschinenstation bedeuten können.

Es kann erforderlich sein, das Gehäuse 10 de· Schalter· Mit einem neutralen Gas oder mi% einen unter unterdruck stehenden Gas BU füllen. Xn dieses Falle werden wenigsten· die Bin-•obnelsTorginge in eine« mit de» betreffenden Gas gefüllten Raus oder Behälter ausgeführt. Das Einschneiten der Elektroden kann in jedem Fall mit Hilfe eines hochkonzentrierten

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Infrarot-Lichtbündels ausgeführt werden. Die Infrarot-Quelle kann außerhalb des Gasbehälters angeordnet und durch ein durchlässiges Fenster auf die Schmelsstelle ausgerichtet werden. Di· beschriebene Ausführungsform ist auch in diesem Falle vorteilhaft, weil sie nur ein Minimum von Halteeinrichtungen oberhalb des Glasrohres 17 erfordert, wodurch die Konstruktion des Gasbehälters vereinfacht wird.

Das Zuschmelsen des unteren Teiles des Qlasrohres 17 bei 22 wird, wie oben beschrieben, ausgeführt, nachdem «ine vorbestionte seitliche Verschiebung der unteren Backen ik erfolgt ist, so daß sich der Spalt mit gewünschter Breite Ewischen den abgeflachten Elektrodenenden ergibt. Falls erwünscht, kann das erwähnte Zuschneiten jedoch auch mit Hilfe von Kontroll- oder Oberwachungsmitteln ausgeführt werden, welche beispielsweise ein Nagnetfeld genormter Intensität um die Elektroden herum erzeugen, während diese eingeschmolzen werden. Eine Anordnung dieser Art ist in der schwebenden Patentanmeldung Nr. /67 beschrieben.

Die Erfindung vermittelt ein verbessertes Verfahren sur Herstellung von "trockenen" Heed-Schaltern, das sich mit einer

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Vorrichtung ausführen läßt, deren Aufbau wesentlich einfacher als bei bekannten Vorrichtungen ist. Weiterhin läßt sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Schalter von erheblich verbesserten Eigenschaften herstellen.

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   1.) Verfahren zum Herstellen eines magnetisch betätigten Reed-Schalters mit einem schmelzbaren Gehäuse und wenigstens zwei von dem Gehäuse umschlossenen, magnetischen Kontaktglieder^ i dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Kontaktglied in ersten Haltemitteln befestigt wird; daß ein zweites Kontaktglied magnetisch am ersten Kontaktglied befestigt wird; daß am zweiten Kontaktglied zweite Haltemittel angebracht werden, so lange dieses Kontaktglied noch vom ersten Kontaktglied magnetisch abgestützt ist; daß die magnetische Halterung zwischen den Kontaktgliedern gelöst wird, während das zweite Kontaktglied von den zweiten Haltenitteln abgestützt ist; daß die beiden Haltemittel relativ zueinander verschoben und auf diese Weise die Kontaktglieder in bestimmtem Abstand zueinander eingestellt werden; und daß schließlich die beiden Kontaktglieder in dieser Stellung bezüglich des Gehäuses befestigt werden.

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   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an beiden Enden offenes Gehäuse über die magnetisch aneinander befestigten Kontaktglieder geschoben und anschließend das »weite Kontaktglied nit den zweiten Haltenitteln verbunden wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an abgeflachten Enden magnetisch aneinander gehaltenen Kontaktglieder relativ zueinander ausgerichtet werden, bevor das zweite Kontaktglied nit den zweiten Halteaitteln verbunden wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel relativ zueinander verschoben werden, bevor die Kontaktglieder bezüglich des Gehäuses befestigt werden,

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel relativ zueinander verschoben werden, während das Gehäuse in einen teilweise geschmolzenen und

   . plastischen Zustand ist.

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   6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5» gekennzeichnet durch Haltemittel (14) zur lösbaren Befestigung eines ersten Kontaktgliedes (12), durch Kittel but Erzeugung eines Magnetfeldes (R) in der Nähe des Kontaktgliedes (12) von solcher Stärke, daft ein zweites Kontaktglied (11) magnetisch am ersten Kontaktglied (12) befestigt werden kann, durch zweite Haltemittel (20), die am zweiten, magnetisch gehaltenen Kontaktglied (11) angreifen, und durch eine Verschiebeeinrichtung (21) zum Verbringen der Kontaktglieder (11, 12) in einen vorbestimmten gegenseitigen Abstand (Q) nach Abschaltung des Nagnetfelde· (R).

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Justiermittel (15, 16) für die relative Ausrichtung der magnetisch gehaltenen Kontaktglieder (11, 12) in einer Richtung, die gegenüber der Abtrennrichtung (21) der Kontaktglieder (11, 12) { quer verläuft.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Schmelseinriehtung, um ein schmelzbar·· Gehäuse (10) üb dl« abgestützten Kontaktglieder (11, 12) herum anzuordnen.

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   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schselseinrichtung ein Znfrarot-StrahlenbOndel unfaßt.

   10. Vorrichtung nach eines der Ansprüche 6-9» gekennseic net durch Einlafiaittel zum Einleiten eines neutralen Oases in das Gehäuse (10) vor dessen Verschließen.

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