DE2901077C2

DE2901077C2 - Verfahren zur Abdichtung eines elektromagnetischen Relais

Info

Publication number: DE2901077C2
Application number: DE19792901077
Authority: DE
Inventors: Erwin 8000 München Müller; Günter 8021 Neuried Schwab
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-01-12
Filing date: 1979-01-12
Publication date: 1983-03-03
Also published as: DE2901077A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abdichtung eines innerhalb des Spulenkörpers eines elektromagnetischen Relais befindlichen, zu einer oder zu beiden Stirnseiten des Spulenkörpers offenen Kontaktraumes, wobei jeweils eine Kunststoffolie U-förmig über die Stirnfläche und über Teile der angrenzenden Seitenflächen des jeweiligen Spulenflansches gelegt wird.

Bei Relais der genannten Art ist es üblich, den Grundkörper nach der Montage des Kontakt- und Magnetsystems in eine Kappe einzusetzen und diese Kappe dann völlig mit Gießharz auszufüllen. Um dabei das Eindringen des Gießharzes in den Kontaktraum zu verhindern, muß der Spulenkörper vorher mit Folien abgedichtet werden, welche über die Offnungen gelegt werden (DE-AS 27 23 220). Wird eine Schutzkappe aus Metall verwendet so dient diese Folie gleichzeitig zur Isolierung zwischen den Kontaktelementen und der Kappe. Diese Folie soll möglichst dünn sein, gleichzeitig einen möglichst geringen und konstanten magnetischen Widerstand gewährleisten und dabei den Kontaktraum im Spuleninneren möglichst gut ablichten. Dabei hat es sich als nachteilig erwiesen, die Folie mittels handelsüblicher Kleber zu befestigen, weil diese Klebstoffe kontaktschädigende Ausscheidungen in den Kontaktraum abgeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die eingangs erwähnte Abdichtung eines Kontaktraumes anzugeben, mit welchem die Verunreinigung des Kontaktraumes durch Ausscheidungen von Klebstoffen vermieden und trotzdem eine gute Abdichtung erreicht wird; dabei soll dieses Verfahren so gestaltet sein, daß es auch mechanisiert durchführbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Mehrschichtfolie verwendet wird, wobei die dem Spulenkörper zugewandte Innenschicht aus Polyäthylen (PE) und die Außensch'cht aus einem Material höherer Wärmebeständigkeit besteht, und daß diese Mehrschichtfolie an der Stirnfläche und an den Seitenflächen mittels erwärmter Stempel an den Spulenkörper geschweißt wird, wobei eine Schweißtemperatur verwendet wird, bei der die Polyälhylenschicht plastisch verformt, die Außenschicht jedoch nicht verändert wird.

Die erfindungsgemäß verwendete Mehrschichtfolie besteht also aus mindestens zwei Schichten, wobei das als Innenschicht verwendete Polyäthylen beim Aufschweißen teilweise verflüssigt und verformt wird und damit eine gute Abdichtung des Kontaktraumes ergibt. Das Polyäthylen gibt jedoch keine kontaktschädigenden Substanzen in den Kontaktraum ab. Die Schweißtempc-

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ratur wird zweckniiißigerweist.· in dor Größenordnung von 100-120⁰C gewählt.

Im allgemeinen wird eine Zweischichtfolie verwendet; es kann jedoch auch eine dritte Schicht als Verbindung zwischen Innen- und Außenlalie vorgesehen sein. Für die Außenfolie können handelsübliche Folien mit der oben erwähnten Temperaturbeständigkeit verwendet werden, beispielsweise Polyester- oder Polyimidlolien. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung einer Außenschicht aus Polyäthylenterephthalat (PETP). Die Gesamtdicke der Mehrschichtfolie liegt zweckmäßigerweise in der Größenordnung von 0,1 mm, wobei die Dicke der Polyäthylenschicht mehr als die Hälfte beträgt. Für eine Zweischichtfolie mit Polyäthylen und Polyäthylenterephthalat ist es besonders vorteilhaft, ein Schichtdickenvertiällnis der Innenschicht zur Außenschicht von 60 zu 36 μηι zu wählen.

Die Verwendung von einschichtigen Polyäthylen- und Polyäthylenterephthalat-Folien zu Isolierzwecken ist in der Elektrotechnik bekannt. In Relais werden sie beispielsweise eingesetzt, um das Klebenbleiben des Ankers zu verhindern (Oburger: »Isolierstoß der Elektrotechnik«, Springer-Verlag, Wien, 1957. Seite 282-283).

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zweckmäßig, die Mehrschichtfolie zunächst stirnseitig auf den Spulenkörper aufzuschweißen, dann über die Seiten zu ziehen und schließlich an den Seitenflächen der Spulenflansche zu verschweißen. Dabei kann die Folie von einer Vorratsrolle abgezogen, stirnseitig auf den Spulenkörper aufgeschweißt, dann erst maßgerecht geschnitten und über die Seitenwände gezogen werden. Zur Abdichtung eines beiderseitig offenen Spulenkörpers ist es fertigungsmäßig günstig, auf beide Spulenflansche jeweils gleichzeitig eine Folie aufzubringen und anzuschweißen.

In einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Mehrschichtfolie auch in Schlauchform über beide Stirnseiten des Spulenkörpers gezogen, dann gestrafft und mit erwärmten Stempeln an die Spulenflansche geschweißt werden. Das Straffen des Folienschlauches kann durch mechanische Vorrichtungen geschehen. Die Mehrschichtfolie kann aber auch als Schrumpfschlauch über beide Stirnseiten des Spulenkörpers gezogen und durch Wärmeeinwirkung gestrafft werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abgedichtetes elektromagnetisches Relais,

Fig.3 und 4 die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte zum Aufschweißen einer Isolierfolie auf den Spulenkörper,

Fig.5, 6 und 7 weitere Abdichtungsmöglichkeiten mittels eines Folienscfilauches.

In den Fig.! und 2 ist ein elektromagnetisches Relais dargestellt, für welches die erfindungsgemäße Abdichtung in erster Linie in Betracht kommt. Das Fielais besitzt einen Spulenkörper 1, welcher eine Wicklung 2 trägt und in seinem Inneren einen Konlaktraum 3 bildet. In diesem Kontaktraum ist von einer Seite ein Träger 4 für eine langgestreckte ferromagnetische Kontaktzunge

5 eingesteckt, wobei dieser Träger 4 über Torsionsstege

6 an Halteleisten 7 hängt, welche ihrerseits in Nuten des Spulenkörpers verankert sind. Am anderen Ende des Spulenkörpers sind Gegenkontakte 8 und 9 eingesteckt und ebenfalls in Nuten ά?ϊ Spulenkörpers verankert. Zwischen diesen Gegenkontakten 8 und 9 ist das freie

finde der Kontaktzunge 5 ^_ur Bildung eines Umschaltekontaktes bewegbar, Pas Relais ist durch einen stirnseilig an die Gegenkontakte angekoppelten vierpoligen Dauermagneten 10 polarisiert. Außerdem ist der Spulenkörper mit dem Dauermagneten in eine ferromagnetische Kappe SI eingesetzt. Diese Kappe wird nach dem Einsetzen des Relais völlig mit Gießharz ausgefüllt, um auf diese Weise eine Abdichtung des Kontaktraumes gegenüber der Umwelt und gegenüber der eigenen Spulenwicklung zu erreichen. Aus dem Gießharz 12 ragen lediglich die Anschlußstifte 13 heraus.

Um beim Vergießen des Relais in der Schutzkappe 11 zu vermeiden, daß das Vergußmittel in den Kontaktraum 3 eindringt, werden vor dem Vergießen bzw. vor dem Aufsetzen des Dauermagneten 10 über die Stirnseiten des Spulenkörpers jeweils Isolierfolien 14 und 15 gelegt, welche jeweils die stirnseitige Öffnung des Spulenkörpers verschließen. Die Isolierfolien 14 bzw. 15 sind jeweils U-förmig um die SMenflansche la bzw, Xb herumgeiegt (Fig.2), so da6 sie auch die Anschlußelemente 4a, 8a und 9a gegenüber der Kappe 11 jeweils elektrisch isolieren.

Das Aufbringen der Isolierfolie 14 bzw. 15 zeigen die folgenden F i g. 3 und 4. Dabei ist der Relaisspulenkörper 1 nur noch schematisch mit seinen Spulenflanschen 1 a und 1 b gezeichnet. Zum Abdichten des Relais werden von Vorratsrollen 21 und 22 jeweils Mehrschichtfolien 14 bzw. 15 abgezogen und gleichseitig über die Stirnseiten der Spulenflansche la bzw. \b gelegt. Danach werden die Folien 14 und 15 mittels beheizter Stempel 23 und 24 an die Stirnseiten der Spulenflansche angedrückt und mit diesen verschweißt. Mit Trennvorrichtungen 25 werden danach beide Folien auf Maß so beschnitten, daß die beiderseits über die Stirnseiten überstehenden Folienlängen »a« und »b« jeweils der Seitenlänge des betreffenden Spulenflansches la bzw. 16 entsprechen.

F i g. 4 zeigt die weiteren Verfahrensgänge, üie maßgerecht geschnittenen Folien 14 bzw. 15 werden nun rnit weiteren, seitlich von den Stempeln 23 und 24 angeordneten beheizten Stempeln 26,27,28 und 29 über die Seiten der Spulenflansche la bzw. \b gezogen, so daß sie die erwähnte U-Form bilden. Die beheizten Stempel befinden sich also dann in der jeweiligen Position 26', 27', 28' und 29' und werden dann in der eingezeichneten Pfeilrichtung seillich gegen die Spulenflansche la bzw. \b gedrückt. Da die Stempel beheizt sind, werden die Folien 14 bzw. 15 nunmehr auch mit den Seitenflächen der Spulenflansche verschweißt.

Den Aufbau der Folien 14 und 15 zeigt die Schnittdarstellung in Fig.5. Die Folie 14 besitzt (wie auch die Folie 15) zwei Schichten, wobei die innere, auf den Spulenflanschen aufliegende Schicht 14a aus Polyäthylen besteht. Die äußere Schicht 146 besteht aus einem Kunststoff mit höherer Wärmebeständigkeit als Polyäthylen, beispielsweise Polyäthylenterephthalat. Beim Andrücken der Folie 14 bzw. 15 mit den beheizten Stempeln 23 und 24 gemäß F i g. 3 bzw. den Stempeln 26 bis 28 gemäß Fig.4 werden diese Stempel mit etwa 11O⁰C beheizt. Bei dieser Temperatur wird das Polyäthylen plastisch und verschweißt so mit dem Spulenkörper. Geringe Oberflächenunterschiede der Spulenflansche, beispielsweise durch die eingesteckten Gegenkoniakte 8 und 9, werden durch das plastische Polyäthylen ausgeglichen. Die äußere Folienschicht Hb wird bei dieser Temperatur nicht verformt, so daß die Folie beim Schweißen nicht an den Stempeln festklebt.

Die innere Folienschicht 14a wird in der Dicke so gewählt, daß einerseits eine optimale Schweißung erzielt wird, andererseits aber nur soviel verformbares Material vorhanden ist, daß beim Schweißen kein plastisches Polyäthylen in das Spulenrohr eindringen und dadurch die naheliegende Kontaktzunge 5 blockieren kann. Aus diesem Grund hat es sich als zweckmäßig erwiesen, :in Schichtdickenverhältnis der Innenschicht (PE) zur Außenschicht (PETP) von 60 zu 36 μηι zu verwenden. Anstelle der Zweischichtfolie kann unter Umständen auch eine Dreischichtfolie verwendet werden, wobei eine Zwischenschicht die Außenfolie mit der Innenfolie verbindet.
Weitere Möglichkeiten der Abdichtung zeigen noch die F i g. 6 bis 8 in schematischer Darstellung. Die F i g. 6 zeigt einen Spulenkörper 31 mit den Spulenflanschen 31a und 31ö. über den gesamten Spulenkörper wird ein Folienschlauch 32 gezogen, so daß beide Stirnseiten überdeckt werden. Dieser Folienschlauch 32 ist ebenso wie die vorher beschriebene Isolierfolie 14 bzw. 15 aus zwei Schichten gebildet, wobei die innere Schicht Polyäthylen ist. Der Folienschlauch 32 kann dann entweder mit mechanischen Vorrichtungen (Fig. 7) oder durch Schrumpfen (Fig.8) so gestrafft werden, daO er an beiden Spulenflanschen in der bereits beschriebenen Weise mit beheizten Stempeln verschweißt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

U Verfahren zur Abdichtung eines innerhalb des Spulenkörpers eines elektromagnetischen Relais befindlichen, zu einer oder beiden Stirnseiten des Spulenkörpers offenen Kontaktraumes, wobei jeweils eine Kunststoffolie U-förmig über die Stirnfläche und Ober Teile der angrenzenden Seitenflächen des jeweiligen Spulenflansches gelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrschichtfolie (14, 15, 32) verwendet wird, wobei die dem Spulenkörper (1,31) zugewandte Innenschicht (14aJ aus Polyäthylen (PE) und die Außenschicht (14b) aus einem Material höherer Wärmebeständigkeit besteht, und daß diese Mehrschichtfolie an der Stirnfläche und an den Seitenflächen der Spulenflansche mittels erwärmter Stempel (23, 24, 26, 27, 28, 29) an den Spulenkörper (1) geschweißt wird, wobei eine Schweißtemperatur verwendet wird, bei άζτ die Polyäthybaschicht (14a,} plastisch verformt die Außenschicht (14b)jedoch nicht verändert wird.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Außenschicht (14b) der Mehrschichtfolie (14,15) Polyethylenterephthalat (PETP) verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke der Mehrschichtfolie in der Größenordnung von 0,1 mm liegt wobei die Dicke der Polyäthylenschicht mehr als die Hälfte beträgt

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß eine Zweischichtfolie mit einem Schichtdichenverhälttiis de-. Polyäthylen-Innenschicht (14aJ zur Außtnschicht von 60 zu 36μΐτι gewählt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Mehrschichtfolie (14,15) zunächst stirnseitig auf den Spulenkörper (1) aufgeschweißt dann über die Seiten der Spulenflansche gezogen und an den Seitenflächen der Spulenflansche(la, 1 ty verschweißt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Mehrschichtfolie (14,15) zunächst stirnseitig auf den Spulenkörper (1) aufgeschweißt, dann maßgerecht beschnitten (25) und dann über die Seitenwände gezogen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf beide Spulenflansche (la, 1 ty jeweils gleichzeitig eine Mehrschichtfolie (14,15) aufgebracht und angeschweißt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschichtfolie (32) in Schlauchform über beide Stirnseiten des Spulenkörpers (31) gezogen, dann gestrafft und mit erwärmten Stempeln an die Spulenflansche (31a, 31tygeschweißtwird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschichtfolie als Schrumpfschlauch über beide Stirnseiten des Spulenkörpers (31) gezogen, durch Wärmeeinwir- ω kung gestrafft (Fig.8) und dann an die Spulenflansche geschweißt wird.

10. Nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche I bis 9 abgedichtetes elektromagnetisches Relais, gekennzeichnet durch einen das Kontakt- und Magnetsystem tragenden Spulenkörper mit einem im Spuleninneren längs der Spulenachse vorgesehenen und zu den Stirnseiten der Spule offenen Kontuktraum, mit jeweils einer über die Stirnseiten der Spulenflansche U-förmig gelegten Mehrschichtfolie, wobei die Folie eine Innenschicht aus Polyäthylen und eine Außenschicht höherer Wärmebeständigkeit besitzt und wobei die Folie durch plastische Verformung der Innenschicht mit dem Spulenkörper verschweißt ist

11. Relais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschichtfolie eine lnr«enschicht aus Polyäthylen und eine Außenschicht aus Polyethylenterephthalat besitzt wobei das Schichtdickenverhältnis zwischen Innenschicht und Außenschicht 60 zu 36 μτη beträgt