DE2618994A1

DE2618994A1 - Verfahren zur herstellung eines unterteils fuer ein elektromagnetisches relais

Info

Publication number: DE2618994A1
Application number: DE19762618994
Authority: DE
Inventors: Werner Fausch; Josef Thomann
Original assignee: Elesta AG
Current assignee: Elesta AG
Priority date: 1975-12-08
Filing date: 1976-04-29
Publication date: 1977-06-16
Also published as: IT1064820B; FR2335029B1; DE2618994B2; DE2618994C3; FR2335029A1; CH600543A5

Description

' r\ BERO DIPL-IMG. STAPf

b--i'L-r-aGCi·-.·"^·. n:i.n-rf.£AUu;viAiR

t MÖNCHEN 8Q · klAUeHKlRCIiERSTR.45

Anwältsakte 27 Ο65 29. April Ι976

ELESTA AG Elektronik, 7310 Bad Ragaz / Schweiz

Verfahren zur Herstellung eines Unterteils für ein elektromagnetisches Relais

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Unterteils für ein elektromagnetisches Relais, der mindestens einen Festkontakt, die Spulenanschlüsse, mindestens einen Kontaktanschluss für den oder die Wechselkontakte enthält sowie die Verbindungsleitungen zwischen diesen und den ebenfalls im Unterteil angeordneten Sockelstiften oder Anschlussteilen, die entsprechend einer vorbestimmten Anschlussanordnung, insbesondere aus einem genormten Stecksockel bestehen, und der Aufnahmeteileaufweist, die zur Aufnahme eines elektromechanischen Systems dienen.

709824/0277

Da die funktionell gewählte Position der Festkontakte und Spulenanschlüsse nicht mit der genormten Position der Sockelstifte übereinstimmt, werden Verbindungselemente zwischen Festkontakten und Spulenanschlüssen einerseits und den Sockelstiften andererseits benötigt.

Bei einer bekannten Art von elektromagnetischen Relais sind die Festkontakte, die Spulenanschlüsse, die Kontaktanschlüsse für die Wechselkontakte in einem aus Kunststoff oder Keramik bestehenden Unterteil des Relais angeordnet und mit entsprechenden Sockelstiften verbunden. Dabei dienen Litzendrähte und/oder die verlängerten und entsprechend gestanzten und gebogenen Festkontaktträger als Verbindungselemente. Das Unterteil besteht vielfach aus einer Kunststoffplatte, in der Oeffnungen zur Aufnahme der an der Unterseite angeordneten Sockelstifte ausgebildet sind. In der Oberseite der Kunststoffplatte sind Nuten ausgebildet, in die die Sockelstifte ragen. In diese Nuten werden die Verbindungselemente eingelegt und mit den in die Nuten ragenden Sockelstiften vernietet. Dies hat den Nachteil, dass viele verschiedene Stanzteile benötigt werden, was die Einlegeoperation erschwert und verlangsamt. Ueberdies können an den Nietstellen im Kunststoffmaterial Spannungen entstehen, die dann zu Dimensionsänderungen durch Kaltfluss führen, was sich dann störend auf die Funktion des Relais auswirken kann. Von weiterem Nachteil

709824/0277

ist auch, dass durch das Einlegen und Vernieten der Festkontaktträger diese verformt werden können, was sich auf die Funktion des Relais ebenfalls nachteilig auswirkt, sofern sie nicht in einer weiteren Operation gerichtet und justiert werden. Ferner ist bei der Verwendung von Litzendrähten als Verbindungsleitungen zwischen den Wechselkontakten und den Sockelstiften meist ein Einlöten in die Sockelstifte notwendig. Durch diesen Lötvorgang wird eine rationelle oder eine automatisierte Montage verunmöglicht, besonders wenn das Einlöten von Hand vorgenommen werden muss.

Die in der Oberseite der K-unststoffplatte ausgebildeten Nuten dienen zur Beabstandung der in diesen eingebrachten

Leiterbahnen und Litzendrähte, damit die Luft- und Kriechstroms trecken den in verschiedenen Ländern geltenden Vorschriften entsprechen. Durch Verschmutzung, insbesondere durch Lötspritzer besteht aber die Gefahr, dass die Abstände zwischen den einzelnen Leiterbahnen und/oder den Litzendrähten verringert werden, womit kritische Luft- und Kriechstromstrecken entstehen, die zu Spannungsüberschlägen führen können. c-

In der Regel sind bei den meisten vorbekannten Relais ^₃-

Justagearbeiten notwendig, weil die einzelnen Teile meist °°

auf einfache Weise nicht so herstellbar und montierbar ^ sind, dass nach der Montage an den Relaiskontakten die

geforderten Kontaktdrücke und -Abstände vorhanden sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Unterteils, insbesondere für ein kompaktes elektromagnetisches Relais mit genormtem Stecksockel zu schaffen,. mit dem dieses einfach und ra-

ⁿerstellbar ist und wobei beim Relais keine kritischen

tionelljLurt- und Kriechs troras trecken auftreten, und das Relais zudem nach der Montage des elektromagnetischen Systems praktisch keine Justage der Kontakte benötigt.

Gemäss der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass an einem einstückigen Leiterelement, bei dem die Verbindungsleiter aus einzelnen Leiterbahnen ge-

bildet werden, die durch ein zentrales Verbindungsteil, das die einzelnen Leiterbahnen miteinander verbindet, die Sockel- oder Einlötstifte, die Spulenanschlüsse sowie die Festkontakte und die Kontaktansehlüsse für die Wechselkontakte an den Leiterbahnen des Leiterelements befestigt oder durch Umbiegen der verlängerten Leiterbahnen aus diesen selbst gebildet werden, und dass das Leiterelement mit den befestigten Festkontakten in eine Form eingelegt wird, in die elektrisch isolierender Kunststoff eingefüllt wird, der das Leiterelement teilweise umhüllt, dass das zentrale Verbindungsteil nach

709824/0277

dem teilweisen Umhüllen der Leiterbahnen mit Kunststoff durch eine Stanzoperation entfernt wird, und dass in einer weiteren Form das Unterteil mit den Aufnahmeteilen gebildet wird.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Verbindungsleitungen im Unterteil so mit Kunststoff umhüllt sind, dass keine kritischen Luft- und Kriechstromstrecken zwischen den einzelnen als Verbindungsleitungen dienenden Leiterbahnen entstehen. Dadurch können die einzelnen Leiterbahnen in geringem Abstand zueinander angeordnet werden, was eine kompakte Bauweise des Unterteils und damit auch des Relais erlaubt. Von besonderem Vorteil ist noch, dass dank der ursprünglichen Ausbildung am einstückigen Leiterelement die Lage der Festkontakte im Unterteil genau zueinander festgelegt ist und beim Umhüllen mit Kunststoff auch in bezug auf die im Kunststoff ausgebildeten Aufnahmeteile für das elektromagnetische System festgelegt wird.

Dadurch wird auch die Lage der Wechselkontakte in bezug auf die Aufnahmeteile für das elektromechanische System bzw. in bezug auf die Festkontakte bestimmt, so dass eine Justage der Kontakte nach der Relaismontage in der Regel

709824/0277

vermieden werden kann. Die beschriebene Herstellung des Unterteils ist äusserst einfach und rationell. Weil nämlich die Verbindüngsleitungen im Unterteil mit Kunstsbff umhüllt werden, sind keine Niet- oder Lötoperationen nach dem Umhüllen notwendig. Damit werden auch Spannungen vermieden, wie sie durch die bisher üblichen Nietverbindungen der Leiterbahnen mit dem Unterteil entstanden und vielfach zu Kaltfluss des Kunststoffes und damit zu störenden Dimensionsänderungen führten.

Von besonderem Vorteil ist, dass nicht die einzelnen Leiterbahnen sondern lediglich das Leiterelement mit den befestigten Kontakten und Sockelstiften in die Form eingelegt werden muss, was besonders die Fertigung erheblichbeschleunigt.

Ein Äusführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass gleichzeitig mit dem teilweisen Umhüllen der in einer E-bene liegenden Leiterbahnen des Leiterelementes mit Kunststoff, mit diesem eine in einer weiteren Ebene, die parallel zur Leiterbahnebene liegt, mindestens eine Nute ausgebildet wird, dass in diese Nute mindestens eine weitere Leiterbahn mit befestigtem Sockelstift angeordnet wird, und dass dann das teilweise umhüllte Leiterelement zusammen mit der weiteren Leiterbahn mit Kunststoff umhüllt wird. Damit kann in geringem Abstand zur Ebene der Lei-

709824/0277

terbahnen mindestens eine weitere Leiterbahn angeordnet werden, welche in der Ebene des Leiterelements keinen Platz hat, was die Ausbildung eines kompakten Unterteils mit mehreren Leiterebenen und damit auch ein in seinen Baumassen klein gehaltenen Relais erlaubt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigt:

Figur 1 einen Schnitt durch den fertigen Unterteil eines Relais mit einem genormten Sockelanschlussteil,

Figur 2 einen Schnitt durch ein Leiterelement, das teilweise mit Kunststoff umhüllt ist, wobei im Kunststoff eine Nute ausgebildet ist, die in einer zur Leiterelementebene parallel liegenden, Ebene angeordnet ist und zur Aufnahme einer weiteren Leiterbahn dient,

Figur 3 einen weiteren Schnitt durch das Leiterelement, bei dem das zentrale Verbinderteil entfernt ist_r ¹^

Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines in einer Ebene ""^ liegenden Leiterelementes, an dem die Sockel- Q₀

cn stifte und die Festkontakte befestigt sind, so- °

wie einer in einer weiteren Ebene liegenden

ΛΟ

Leiterbahn,

Figur 5 einen Schnitt_ durch ein komplett montiertes Relais, wobei die Lage des Leiterelementes und einer zusätzlichen Leiterbahn auf verschiedenen Ebenen sichtbar ist.

Das in Figur 1 dargestellte Unterteil 1 besteht aus elektrisch isolierendem Kunststoff, in dem die Sockelstifte 11 des Stecksockels 3_f die Festkontakte 13, die Kontaktanschlüsse 15 sowie die Spulenanschlüsse 17 und die Verbindungsleiter eingebettet sind oder sich aus diesem erstrecken. Zudem sind mit dem Kunststoff Aufnahmeteile 21, 23 zur Aufnahme des elektromagnetischen Systems 5 (Figur 5) sowie der einen Teil des Stecksockels^ 3 bildende zentrale Führungszapfen 25 ausgebildet.

Die Verbindungsleiter 19 bestehen ursprünglich aus einem Stanzteil, das nachfolgend als Leiterelement 31 (Fig. 4) bezeichnet wird und aus einzelnen Leiterbahnen 27, die durch ein zentrales Verbindungsteil 29 zu einem einstückigen Leiterelement 31 verbunden sind. Auch die Spulenanschlüsse sowie die für den Anschluss der Wechselkontakte 35 dienenden Kontaktanschlüsse 15 sind mit weiteren Leiterbahnen aus dem gleichen Leiterelement 31 gebildet, sind aber um 90 zur

709824/027 7

Leiterbahnebene abgebogen. Wie später noch gezeigt werden wird, wird bei der Herstellung des Unterteils das zentrale Verbindungsteil 29 nach dem erstmaligen Umhüllen mit Kunststoff entfernt, um die einzelnen Leiterbahnen voneinander elektrisch zu trennen.

Die Sockelstifte 11 und die Festkontakte 13 sind mittels Nietverbindungen 33 an den entsprechenden Leiterbahnen 27 befestigt.

Anhand der Figuren 1 bis 4 wird nun das Verfahren zur Herstellung des Unterteils näher beschrieben. Zuerst wird das Leiterelement 31 mit den an ihm befestigten Festkontakten 13 und den Sockelstiften 11 in eine Form eingelegt und mit einer in die Form ei'ngefüllten Kunststoffmasse teilweise umhüllt. Die Kunststoffmasse wird dabei so um das Leiterelement 31 angeordnet, dass die einzelnen Leiterbahnen 27 in einem Kunststoffkranz 37 eingebettet sind (Figur 2). Die im Kunststoffkranz 37 eingebetteten einzelnen Leiterbahnen 27 sind somit durch diesen auch nach dem Entfernen des zentralen Verbindungsteils 29 zu einem neuen Leiterelement 39 zusammengehalten. (Fig. 3). c—

CsI CD

Gleichzeitig mit dem Umhüllen des Leiterelementes 31 mit cn

Kunststoff, werden in einer weiteren Ebene, die zur Leiter- ^OT elementebene parallel angeordnet ist, Nuten 41, 43 ausgebildet, in denen später eine weitere Leiterbahn 45 (in Figur

A 3»

3 strichpunktiert angedeutet) Aufnahme finden kann.

Nach dem Entfernen des zentralen Verbindungsteils 29 durch eine Stanzoperation wird das neue Leiterelement 39 (Figur 3) zusammen mit der weiteren Leiterbahn 45 in eine weitere Form eingelegt. Eine Kunststoffmasse, die in die Form eingefüllt, bzw. eingespritzt wird, umhüllt dann das neue Leiterelement 39 und die in den Nuten 41 und 43 angeordnete Leiterbahn 45 (Figur 1).

Mit der Kunststoffmasse werden gleichzeitig die Aufnahmeteile 21 und 23 gebildet (Figur 1). Die in den Aufnahmeteilen 21 und 23 ausgebildeten Führungen 47, bzw. Bezugsflächen 49 zur Aufnahme des elektromagnetischen Systems 5 sind dadurch in einem gleichbleibenden Abstand zu den Festkontakten 13 angeordnet.

Wie Figur 5 zeigt, wird dann das elektromagnetische System 5 in den Aufnahmeteilen 21 und 23 gelagert und die Wechselkontakte 35 werden mittels Verbindungsleitern 51 mit den Kontaktanschlüssen 15 verbunden.

Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind für den Fachmann noch

709824/0277

weitere Ausführungsformen oder Abänderungen ersichtlich. So können beispielsweise statt dem beschriebenen Stecksockel 3 mit Sockelstiften 11 auch Einlötanschlüsse vorgesehen werden, mit denen das Relais auf einer Printplatte befestigt werden kann. Es können auch verschiedenste Formen und Anordnungen der Sockelstifte realisiert werden.

709824/0277

4t

Le e rs e i te

Claims

_v 261899A

- rf -

1.) Verfahren ζην «.<ir stellung eines unterteile f^fir «in

elektromagnet isciiea Relais, der Kiln-iasten.» einen Festkontakt/ 5orul@nan3chlüs3o, Xiindestena einen Kontakten-Schluss für dan ouer oio '.-.'echselkontakt^ enfeh'ilt, sowie di@ Verbin-iungslaitör zwischen dionon und den ei «snfalia ir. Unterteil angeordneten Sockclstiften odor Anschlußstellen, Ui-2 entsprc'chand einer voroestlririten Anschluasaninsbäoondürö aus einen cjonomten Steckaocköl , und der Auf nahm© teile aufv/oiet, die stur elektromechanischen Syatee-s clienon, dadurch Z3tchnat, dass an öinen. ainetücklqen Leitorelor.önt (31) , Ij&L dem dia Verbindungsleiter (19) aus einzelnen Leiterbahnen (27) «joMlUot werden, die durcii ein sentralas Vorbindungsteil (23), ciaa dio einseinen Leiterbahnen (27) miteinander verbindet, die Sockel- oder jillnlutntifto <11) die Spulenansehlüase (17) aowie die Fe-stkontakte (13) und die Kontaktanachiaaao (15) für die techselkontakto (35) an den Luiterbahnon (27) des Leitaro leinen tos (31) be~ festigt oder durch Unbiagen der verlln^arten Leiterbahnen aus diesen selb3t gebildet werdan_P und dans daa Leiteroloiiiöiit (31) ziLt den befestigton Testkontakten (13) in Forw eingelegt wird, in die elektrisch isolierendor Kunet

709824/0277

BAD

stoff eingefüllt wird, eier das Leitereleraent (31) teilweise umhüllt, dass das zentrale Verbindungsteil (22) nach aera teilweisen Umhüllen der Leiterbahnen (27) mit Kunststoff aurch eine Stanzoperation entfex-nt wird, und dass in einer v/eiteren Forra das Unterteil (11) mit den Aufnahraeteilen (21, 23) gebildet wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit den teilweisen Umhüllen der in einer Ebene liegenden Leiterbahnen (2?) des Leiterelementes (31) mit Kunststoff, mit diesem eine in einer v/eiteren Ebene, die parallel zur Leiterbahnebene liegt, mindestens eine tsiute (41, 43) ausgebildet vcird,- dass in diese Hute mindestens eine weitere Leiterbahn (45) mit befestigten Sockelstift (11) angeordnet wird, und dass dann das teilweise umhüllte Leiterelerr.ent zusammen mit der weiteren Leiterbahn mit Kunststoff umhüllt wird.

22.4.76

CAR/niC

E-23-1375

709824/0277
BAD