DE2320618A1 - HERMETICALLY SEALED RELAY - Google Patents
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Description
Deutsche Fernsprecher Gesellschaft mbH Marburg, Marburg/LahnDeutsche Fernsprecher Gesellschaft mbH Marburg, Marburg / Lahn
Hermetisch abgedichtetes RelaisHermetically sealed relay
Die -Erfindung betrifft ein hermetisch abgedichtetes Relais mit einer Kunststoffkappe und mit einer Kunststoffgrundplatte, zu dessen Abdichtung ein aushärtbarer Kunststoff verwendet wird.The invention relates to a hermetically sealed relay with a plastic cap and with a plastic base plate, a curable plastic is used to seal it.
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Derartige hermetisch abgedichtete Relais weisen in ihrem -Innenraum eine Atmosphäre auf, die in ihrer ZusammensetzungSuch hermetically sealed relays have in their -Interior an atmosphere that is reflected in its composition
der Atmosphäre am Produktionsort entspricht. Aus diesem Grund ist die Atmosphäre im Innenraum der Relais häufig durch Spuren schädlicher Stoffe verunreinigt. Diese schädlichen Stoffe können eine Veränderung der Oberfläche der Relaiskontakte hervorrufen, so daß eine einwandfreie Kontaktgabe nicht mehr gewährleistet ist. Die Konzentration dieser schädlichen Stoffe wird insbesondere durch Ausdünstugen des Kunststoffes beim Abdichten des Relais stark erhöht. Eingehende Analysen zeigen, daß sich im Innenraum des Relais erhebliche Anteile, organischer Verbindungen, wie z.B. Phenole und. Kresole befinden. ·corresponds to the atmosphere at the production site. For this reason the atmosphere inside the relay is often contaminated with traces of harmful substances. These harmful Substances can cause a change in the surface of the relay contacts, so that proper contact is not possible more is guaranteed. The concentration of these harmful substances is particularly due to the evaporation of the plastic greatly increased when sealing the relay. In-depth analyzes show that there are considerable proportions in the interior of the relay, organic compounds such as phenols and. Cresols are located. ·
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Besonders unangenehm ist auch die Anwesenheit von Wasser bzw. von gelöstem Wasserdampf im Innenraum von Relais. Die Gesamtmenge des in der Luft enthaltenen Wassers ist dabei in starkem Maße von der Temperatur und. der relativen Luftfeuchte abhängig. Bei hoher relativer Luftfeuchte genügt bereits eine geringfügige Abkühlung, um den Kondensat!onspunkt zu erreichen und eine Ausscheidung von Kondenswasser hervorzurufen. Die schädliche Auswirkung von Kondenswasser soll jedoch möglichst vermieden werden.The presence of water or dissolved water vapor in the interior of the relay is also particularly unpleasant. the The total amount of water contained in the air depends to a large extent on the temperature and. the relative humidity addicted. In the case of high relative humidity, even a slight cooling is sufficient to reach the condensation point and cause condensation to precipitate. The deleterious effect of condensation is said to be should be avoided if possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hermetisch abgedichtetes Relais zu schaffen, dessen innerer Raum möglichst frei von schädlichen Stoffen, insbesondere vqn^schädlichen Gasen J.st. 'The invention is based on the object of a hermetically sealed To create relays, the inner space of which is as free as possible from harmful substances, in particular from harmful ones Gases J.st. '
Liese Aufgabe wird bei einem Relais der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß in der Kappe ein hydrophiles Adsorptionsmittel angebracht ist.This object is achieved in a relay of the type mentioned in that a hydrophilic adsorbent is in the cap is appropriate.
Das hydrophile Adsorptionsmittel hat die Wirkung, daß es vor allem Wasser aufnimmt und dadurch die relative Luftfeuchte im Relais absenkt, so daß es nicht ohne weiteres zum Niederschlag von Kondenswasser kommt. Zum anderen nimmt es aber auch schädliche Gase auf, die beispielsweise beim Abdichten der ■ Kunststoffkappe und der Kunststoffgrundplatte mit Hilfe eines flüssigen Kunststoffes entstehen.The hydrophilic adsorbent has the effect that it mainly absorbs water and thereby the relative humidity in the Relay lowers so that condensation water does not precipitate easily. On the other hand, it also takes harmful gases, for example when sealing the ■ Plastic cap and the plastic base plate with the help of a liquid plastic.
Das hydrophile Adsorptionsmittel beruht in seiner Arbeitsweise auf folgenden Grundlagen. Die Moleküle im Innern eines festen Stoffes üben nach allen drei Richtungen im Raum ihre gegenseitigen Anziehungskräfte aus und halten den festen Stoff damit zusammen. An der Oberfläche des festen Stoffes werden jedoch, die Bindungskräfte nur in Richtung in das Innere desThe method of operation of the hydrophilic adsorbent is based on the following principles. The molecules inside a solid substance exert their mutual forces of attraction in all three directions in space and thus hold the solid substance together. On the surface of the solid material, however, the binding forces are only directed towards the inside of the
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festen Stoffes beansprucht, während sie nach außen hin.frei wirksam bleiben.solid material, while it is exposed to the outside remain effective.
Poröse Stoffe mit einer großen inneren Oberfläche sind deshalb in der Lage, an ihrer ungesättigten Oberfläche beträchtliche Mengen von Gasen oder gelösten Stoffen anzulagern. Diese Anlagerung beschränkt sich meistens auf die Bildung einer .einmolekularen Oberflächenschicht, da dann die freien Bindungskräfte abgesättigt sind. Daher kann die absorbierte Stoffmenge mit steigender Konzentration nur so lange zunehmen, bis die ganze Oberfläche belegt und ein bestimmter Sättigungswert erreicht ist. Porous materials with a large internal surface are therefore able to use considerable amounts of their unsaturated surface To store quantities of gases or dissolved substances. This accumulation is mostly limited to the formation a .single-molecular surface layer, because then the free Binding forces are saturated. Therefore, the amount of substance absorbed can only increase with increasing concentration as long as until the entire surface is covered and a certain saturation value is reached.
Durch das hydrophile Adsorptionsmittel läßt sich der Innenraum des Relais äußerst feuchtigkeitsarm machen.The interior of the relay can be made extremely low in moisture due to the hydrophilic adsorbent.
Vorzugsweise wird das Adsorptionsmittel in Form einer Tablette an der Innenwand der Kunststoffkappe angebracht. Das Adsorptionsmittel nimmt dann wenig Raum ein.Preferably the adsorbent is in the form of a tablet attached to the inner wall of the plastic cap. The adsorbent then takes up little space.
Die beim Abdichten mit Hilfe, des Kunststoffbinders entstehenden schädlichen Gase lassen sich insbesondere dadurch , aus dem Innenraum des Relais fernhalten, wenn sich am Umfangsrand und an den Kontaktdurchführungsöffnungen·,der Kunststoffgrundplatte biegsame" Dichtungslippen befinden, ■ die sich beim Einsetzen der Kunststoffgrundplatte in die Kappe an die Wand-" innenfläche der Kappe bzw. um die Anschlußstiftfc anlegen. Auf diese Weise wird erreicht, daß bereits nach \dem Einsetzen der Kunststoffgrundplatte in die Kappe eine gute Vorabdichtung zwischen der Atmosphäre im Innenraum und der äußeren Atmosphäre vorhanden ist. Die Konzentration der schädlichen Stoffe im Innenraum des Relais kann so schon von Haus aus The harmful gases produced when sealing with the aid of the plastic binder can be kept away from the interior of the relay if there are flexible "sealing lips" on the peripheral edge and at the contact openings of the plastic base plate, which are located when the plastic base plate is inserted into the cap place against the inner wall surface of the cap or around the connector pin fc. In this way it is achieved that after the plastic base plate has been inserted into the cap, there is a good preliminary seal between the atmosphere in the interior and the outside atmosphere. The concentration of the harmful substances in the interior of the relay can already be expected from the start
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gering gehalten werden, so daß mit Hilfe des hydrophilen Adsorptionsmittels eine gute, schadstoffarme Atmosphäre erreicht werden kann. Außerdem läßt sich die Kunststoffgrundplatte mit Dichtungslippen mit größeren Toleranzen herstellen als eine Platte ohne Dichtungslippe, da bei Verwendung der Dichtungslippe eine gute Dichtung zwischen dem Innenraum des Relais und dem Außenraum gewährleistet ist. Andererseits wird sich selbst bei ungenauem Einsetzen der Grundplatte in die Kappe eine Selbstausrichtung ergeben, so daß die Gefahr von Undichtigkeiten auch dadurch vermindert ist. ·are kept low, so that with the help of the hydrophilic adsorbent a good, low-pollutant atmosphere can be reached. In addition, the plastic base plate Manufacture with sealing lips with greater tolerances than a plate without a sealing lip, because when using the Sealing lip ensures a good seal between the interior of the relay and the exterior. On the other hand will result in self-alignment even if the base plate is incorrectly inserted into the cap, so that the risk of Leaks is also reduced as a result. ·
Die am Umfangsrand der Kunststoffgrundplatte angebrachte Dichtun^slippe ist insbesondere dann sehr wirksam, wenn sich an der Innenseite des freien Rands der Kunststoffkappe eine einen Absatz bildende Ausnehmung befindet und wenn die Dichtungslippe einerseits auf dem Absatz aufsitzt und sich andererseits mit ihrem Ende an die Seitenwand der Ausnehmung anlegt.The one attached to the peripheral edge of the plastic base plate Sealing lip is particularly effective when there is a a recess forming a paragraph is located and when the sealing lip rests on the one hand on the paragraph and is on the other hand, its end rests against the side wall of the recess.
Eine besondere gute Abdichtung ist dann gegeben, wenn die Dichtungslippen einstückig und aus dem gleichen Material hergestellt sind, wie die Kunststoffgrundplatte.A particularly good seal is achieved when the sealing lips are made in one piece and from the same material are like the plastic base plate.
Ein sattes Anlegen der am Umfangsrand der Kunststoffplatte angebrachten Dichtungslippe an die Wandinnenfläche der Kappe wird besonders dadurch erreicht, daß die äußere Begrenzungsfläche der Dichtungslippe parallel zu der Außenfläche der Kunststoffgrundplatte verläuft und daß die innere Begrenzungsfläche um einen Winkel von 15° geneigt ist. A snug application of the sealing lip attached to the peripheral edge of the plastic plate to the inner wall surface of the cap is particularly achieved in that the outer boundary surface of the sealing lip is parallel to the outer surface of the Plastic base plate runs and that the inner boundary surface is inclined at an angle of 15 °.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber besehrieben. Dabei zeigen;Embodiments of the invention are described below with reference to FIG Illustrated drawings. Show;
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Pig. 1 eine Adsorptionstablette gemäß der ErfindungPig. 1 shows an adsorbent tablet according to the invention
von oben,from above,
Pig. 2 eine Ansicht der Adsorptionstablette nachPig. 2 shows a view of the adsorbent tablet according to FIG
Pig. 1 von der Seite,Pig. 1 from the side,
Pig. 3 einen Längsschnitt durch eine KunststoffkappePig. 3 shows a longitudinal section through a plastic cap
mit einer Vertiefung an ihrem oberen Ende zur Aufnahme der Adsorptionstablette nach Pig. 1 oder 2, 'with a recess at its upper end to accommodate the Pig adsorption tablet. 1 or 2, '
Pig. 4 eine Seitenansicht der KunststoffgrundplattePig. 4 is a side view of the plastic base plate
mit angesetzten Dichtungslippen, 'with attached sealing lips, '
Pig. 5 ein Diagramm, das die Abhängigkeit von DichtePig. 5 is a diagram showing the dependence on density
des gesättigten Wasserdampfes von der Temperatur darstellt und - -of the saturated water vapor from the temperature and - -
Pig. 6 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Aufnahmefähigkeit eines Adsorptionsmittels von der relativen Peuchte darstellt.Pig. 6 is a diagram showing the dependency of the absorption capacity of an adsorbent of the relative humidity.
In den Pig. 1 und 2 ist eine Adsorptionstablette 1 dargestellt, die mit Hilfe eines.Epoxydharzes in eine in Pig. 3 dargestellte Vertiefung 2 einer Kunststoffkappe 3 eingeklebt werden kann. Zum Einkleben wird ein 2-Komponenten-Epoxydharz verwendet. Eingefärbt wird das Epoxydharz mit einem Pärb-;-mittel, damit der Kleber die gleiche Parbe hat wie die Adsorptionstablette 1. ·In the pig. 1 and 2, an adsorption tablet 1 is shown, which with the help of an.Epoxydharzes in a Pig. 3 depicted recess 2 of a plastic cap 3 can be glued. A 2-component epoxy resin is used for gluing in. The epoxy resin is colored with a coloring agent so that the adhesive has the same color as the adsorption tablet 1. ·
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Die Adsorptionstablette besteht aus einem geeigneten hydrophilen Adsorptionsmittel.The adsorbent tablet consists of a suitable hydrophilic adsorbent.
In Fig, 4 ist eine Kunststoffgrundplatte 4 dargestellt, an die ein Halterungsteil zur Halterung der Relaiskontakte und der anderen im Relais befindlichen Bauelemente angebracht ist ο Am Rand 5 der Halterungsplatte ist eine Dichtungslippe 6 angesetzt und an die Kontaktdurchführungsöffnungen ist eine Dichtungslippe 10 angesetzt. Die Dichtungslippe 6 legt sich an eine Ausnehmung 7 in der Kunststoffkappe 3 an. Die Dichtungslippen 10 legen sich an durchgeführte Kontakte an. Dadurch wird eine solche Vorabdichtung erzielt, daß beim Abdichten der Kunststoffkappe und der Kunststoff grundplatte mit^ Hilfe eines aushärtbaren Kunststoffes keine schädlichen Gase in den Innenraum des Relais gelangen.In Fig. 4, a plastic base plate 4 is shown on which attached a holder part for holding the relay contacts and the other components located in the relay is ο There is a sealing lip on the edge 5 of the mounting plate 6 attached and to the contact feed-through openings is a Sealing lip 10 attached. The sealing lip 6 rests against a recess 7 in the plastic cap 3. The sealing lips 10 apply to contacts made. As a result, such a pre-sealing is achieved that when sealing the plastic cap and the plastic base plate with ^ With the help of a hardenable plastic, no harmful gases get into the interior of the relay.
Um die Verhältnisse im Innenraum des Relais noch etwas näher zu erläutern, sei Fig. 5 betrachtet. Wie man aus dem Diagramm nach Fig. 5 erkennt, ist die Dichte des gesättigten Wasserdampfes in s tarkem Maße von der Temperatur und der relativen Luftfeuchte abhängig. Bei hoher relativer Luftfeuchte genügt bereits eine geringfügige Abkühlung, um eine Abscheidung von Kondenswasser hervorzurufen. Der Abstand von der Kondensierungstemperatur beträgt bei einer relativen Luftfeuchte von 60$ 9°0, während er bei einer relativen Luftfeuchte von 80$ nur 40O beträgt. In order to explain the conditions in the interior of the relay in more detail, consider FIG. 5. As can be seen from the diagram according to FIG. 5, the density of the saturated water vapor depends to a great extent on the temperature and the relative humidity. At high relative humidity, even a slight cooling is sufficient to cause condensation to separate out. The distance from the condensing temperature is at a relative humidity of 60 $ 9 0 °, whereas it is only 4 0 O at a relative humidity of 80 $.
Andererseits ist es für die Untersuchung der zu adsorbierenden Stoffmenge wesentlich, daß diese Stoffmenge mit steigender-Konzentration nur so lange zunehmen kann, bis die ganze Oberfläche eines Adsorptionsmittels belegt ist und somit ein bestimmter Sättigungswert erreicht ist. Der Zusammenhang zwischen der adsorbierten Stoffmenge und der Konzentration des Adsorbenden wird durch die Adsorptionsisotherme darge- On the other hand, it is essential for the investigation of the amount of substance to be adsorbed that this amount of substance can only increase with increasing concentration until the entire surface of an adsorbent is covered and thus a certain saturation value is reached. The relationship between the amount of substance adsorbed and the concentration of the adsorbent is shown by the adsorption isotherm.
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stellt. Das in Pig. 6 gezeigte Diagramm enthält für einige der wichtigsten Adsorptionsmittel die Wasserdampfisothermen, d.h. ihre Aufnahmefähigkeit von Wasser in Abhängigkeit von der relativen Feuchte.represents. That in Pig. 6 shows the water vapor isotherms for some of the most important adsorbents, i.e. their ability to absorb water as a function of the relative humidity.
Bei einer konstanten relativen Luftfeuchte von z.B. 60$ wird bei Verwendung von 100 g Adsorptionsmittel eine Wassermenge von insgesamt 32 g adsorbiert. Die hohe Aufnahmefähigkeit dieses Adsorptionsmittels wird im wesentlichen durch die große innere Oberfläche hervorgerufen. Die innere Oberfläche beträgt bei 100 g Adsorptionsmittel etwa 80.000 qm, was einem Quadrat mit einer Kantenlänge von beinahe 300 m entspricht.At a constant relative humidity of e.g. 60 $ when using 100 g of adsorbent, a total of 32 g of water is adsorbed. The high capacity this adsorbent is essentially caused by the large internal surface. The inner surface is at 100 g of adsorbent about 80,000 square meters, which is a Square with an edge length of almost 300 m.
In einem abgeschlossenen Raum sinkt nun bei Adsorption die Luftfeuchte laufend ab, bis zwischen der adsorbierten Menge und der sich noch im flaum befindenden relativen Luftfeuchte ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. Zur Ermittlung des Gleichgewichtszustandes soll beispielsweise davon ausgegangen werden, daß sich in einem abgeschlossenen Raum gesättigter Wasserdampf (100$ relative Feuchte) mit einer Gesamtmenge von 18g Wasser, zusammen mit 100 g Adsorptionsmittel befindet. Zunächst befindet sich der gesamte Wassergehalt als Dampf in der Luft, während das Adsorptionsmittel völlig trocken ist. Im Laufe der Zeit reichert sich das Adsorptionsmittel entsprechend der Linie VI in Fig. 6 mit Wasser an, wobei gleichzeitig die relative Feuchte der Luft absinkt. Im Schnittpunkt der Geraden 6 mit,der Wasserstoffisotherme 1 ergibt sich dann ein stabiler Gleichgewichtszustand. Das Adsorptionsmittel hat also durch Adsorption die relative Luftfeuchte von ursprünglich 100$ auf einen Wert von 20 $ abgesenkt.In a closed room, the air humidity drops continuously during adsorption until between the amount adsorbed and the relative humidity that is still in the downy position a state of equilibrium is reached. To determine the state of equilibrium, it should be assumed, for example be that in a closed room saturated water vapor ($ 100 relative humidity) with a total of of 18g of water, together with 100g of adsorbent. Initially, the entire water content is in the form of steam in the air while the adsorbent is completely dry. The adsorbent accumulates over time according to line VI in FIG. 6 with water, the relative humidity of the air falling at the same time. At the intersection the straight line 6 with, the hydrogen isotherm 1 then results in a stable equilibrium state. The adsorbent has the relative humidity of originally $ 100 lowered to $ 20.
Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen der Kunststoffkappe und der Kunststoffplatte befindet sichIn the embodiments shown in FIGS. 3 and 4, the plastic cap and the plastic plate is located
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in dem Innenraum nur eine Luftmenge von 6,5 cm mit einem maximalen Wassergehalt von 0,11 mg. So genügt bereits die Anwesenheit einer sehr geringen Menge von Adsorptionsmittel zur erheblichen Senkung der relativen und auch der absoluten Luftfeuchtigkeit. Eingehende Kondensationspunktmessungen ergaben erst bei einer Temperatur von -25O0C eine geringfügige Betauung der Innenwand des Relais. Nach dem in Fig. 5 dargestellten Diagramm entspricht ein solcher Kondensationspunkt einer relativen Luftfeuchtigkeit von nur yfa bei 20 G0 in the interior only an amount of air of 6.5 cm with a maximum water content of 0.11 mg. Even the presence of a very small amount of adsorbent is sufficient to significantly reduce the relative and also the absolute humidity. Incoming condensation point measurements only showed slight condensation on the inside wall of the relay at a temperature of -25O 0 C. According to the diagram shown in FIG. 5, such a condensation point corresponds to a relative humidity of only yfa at 20 G 0
Wie bereits oben erwähnt, werden neben der Adsorption von Wasser auch die bei der Abdichtung entstehenden organischen Dämpfe irreversibel entfernt. Dabei werden insbesondere Kohlenwasserstoffe mit einer Kettenlänge von mehr als 4 Kohlenstoffatomen am vorliegenden Adsorptionsmittel fest angelagert.As already mentioned above, in addition to the adsorption of water, the organic substances produced during sealing are also absorbed Vapors irreversibly removed. In particular, hydrocarbons are used with a chain length of more than 4 carbon atoms firmly attached to the present adsorbent.
AO9 84 7 /0459AO9 84 7/0459
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Legal Events
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