DE3633304A1 - Gehaeuse fuer ein elektrisches bauelement, insbesondere ein relais, und verfahren zur abdichtung eines solchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektrisches Bau­ element, insbesondere ein Relais oder ein damit vergleichba­ res elektromechanisches Bauelement, mit einer einen hohlen Innenraum abschließenden Gehäusewand, welche abzudichtende Stellen, wie Durchbrüche und Spalte im Bereich von Anschluß­ stiften und/oder an ihrem Rand, aufweist, wobei die Gehäuse­ wand Führungselemente zur Förderung von Vergußmasse von einer oder mehreren Dosierstellen zu den abzudichtenden Stellen aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Abdichtung eines derartigen Gehäuses.

Bei bekannten Gehäusen dieser Art, wie sie beispielsweise aus der DE-A-30 26 371 bekannt sind, erfolgt die Verteilung der Vergußmasse durch die Kapillarwirkung von Kapillarkanälen bzw. durch die Schwerkraft aus vertieft eingearbeiteten Do­ sierstellen über entsprechende Kanäle, welche in die betref­ fende Gehäusewand, in der Regel in eine Bodenplatte, eingear­ beitet sind. Das bedeutet aber eine Schwächung der jeweiligen Bodenplatte, die üblicherweise ohnehin nur wenige Zehntel Millimeter stark ist, so daß die Dicke der Bodenplatte von vornherein um die Tiefe der Kapillarkanäle und Dosierstellen vergrößert werden muß, um die mechanische Stabilität zu ge­ währleisten. Weiterhin erfordert die Herstellung solcher Ka­ pillarkanäle in Gehäusewänden einen verhältnismäßig hohen Aufwand insofern, als die hierzu erforderlichen erhabenen Stege im Spritzwerkzeug einen verhältnismäßig hohen Arbeits­ aufwand benötigen. Darüber hinaus führen Kapillarkanäle zu­ mindest dann nicht zu einer sicheren Abdichtung aller Gehäu­ sedurchbrüche, wenn diese Durchbrüche verhältnismäßig weit sind und die Kapillarkanäle an deren Rand enden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gehäuse der eingangs ge­ nannten Art und das Verfahren zu dessen Abdichtung mittels Kapillarverteilung von Vergußmasse in der Wirkung zu verbes­ sern, dabei aber das Gehäuse selbst und dessen Herstellung möglichst einfach zu halten, insbesondere auch eine nachtei­ lige Vergrößerung der Bauhöhe zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der Gehäusewand Verteilungsrippen vorgesehen sind, welche sich von der Dosierstelle oder den Dosierstellen zu den Ab­ dichtstellen erstrecken und zumindest an einer Seite eine scharfe Innenkante mit der Gehäusewand bilden.

Bei dem erfindungsgemäßen Gehäuse wird die Kapillarwirkung nicht durch eingesenkte Kanäle, sondern durch die scharfe In­ nenkante zwischen der jeweiligen Verteilungsrippe und der Oberfläche der Gehäusewand erzeugt. Der Winkel zwischen der jeweiligen Verteilungsrippe und der Oberfläche der Gehäuse­ wand beträgt in der einfachsten Ausführungsform etwa 90°, und er sollte nicht viel größer sein, da die Kapillarwirkung sich mit zunehmendem Winkel verschlechtert. Wünschenswert wäre so­ gar ein Winkel, der kleiner ist als 90°, was etwa durch ein Schwalbenschwanz-Profil der Verteilungsrippen erreicht werden könnte. Dies ist jedoch fertigungstechnisch nur äußerst schwierig zu realisieren.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Spritzwerkzeug für die Erzeugung der Verteilungsrippen ledig­ lich gerade Nuten eingeschnitten zu werden brauchen, so daß also auch die Herstellung des Gehäuses insgesamt vereinfacht wird. Außerdem bedeuten die Verteilungsrippen, obwohl sie an der Außenseite auf die Gehäusewand aufgebracht sind, im Ge­ gensatz zu den Kapillarkanälen in der Praxis keine Vergröße­ rung der Gehäuseabmessungen, da an der Anschlußseite eines Bauelementes, wie eines Relais, in der Regel ohnehin Ab­ standsnasen oder sonstige vorstehende Rippen vorgesehen wer­ den, um beim Einlöten auf Leiterplatten sowie beim nachfol­ genden Reinigen einen Abzug der Lötdämpfe und der Reinigungs­ mittel zu ermöglichen. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Ver­ teilungsrippen erreichen bei weitem nicht die Höhe solcher Abstandsnasen und können allenfalls selbst zusätzlich die Funktion solcher Abstandselemente erfüllen. Beispielsweise kann bei Verteilungsrippen mit einer Höhe von etwa 0,1 bis 0,2 mm bereits eine gute Verteilung von Vergußmasse erzielt werden.

Wenn die Gehäusedurchbrüche einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisen und ihr Rand nicht immer unmittelbar etwa an einem Anschlußstift anliegt, so kann zur Verbesserung der Kapillarförderung vorgesehen sein, daß diese Gehäuse­ durchbrüche nach außen trichterförmig erweitert sind und daß sich die Verteilungsrippen über die Trichterfläche in den Durchbruch hinein erstrecken. Im Gegensatz zu Kapillarkanä­ len, die in jedem Fall am Rand eines solchen Durchbruches en­ den würden, läßt sich auf diese Weise die Kapillarförderung über den Trichter in den jeweiligen Durchbruch hinein verlän­ gern. Es ist auch möglich, die über eine Verteilungsrippe in einen Durchbruch hineingeführte Vergußmasse an einer anderen Stelle dieses Durchbruchs über eine weitere Verteilungsrippe wieder aus diesem heraus zu einem weiteren Durchbruch oder Gehäusespalt weiterzuleiten.

Bei der Abdichtung von Gehäusen mit Vergußmasse ist es wich­ tig, in alle abzudichtenden Durchbrüche und Spalte genügend Vergußmasse hineinzubefördern, dabei aber zu verhindern, daß die Vergußmasse in das Gehäuseinnere hineinläuft und dort Kontakte oder sonstige bewegliche Elemente verklebt. Es ist deshalb zweckmäßig, daß die Durchbrüche und Spalte an der den Verteilungsrippen zugewandten Seite einen abgerundeten Rand mit einem möglichst großen Radius und an der gegenüberliegen­ den Seite, also an der Innenseite des Gehäuses, einen scharf­ kantigen Rand aufweisen. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Vergußmasse entlang der jeweiligen Verteilungsrippe über den abgerundeten Rand in den trichterförmigen Durchbruch hineingelangt, jedoch an der gegenüberliegenden Seite der Ge­ häusewand nicht über den scharfkantigen Rand, der als Kapil­ larsperre wirkt, in das Gehäuseinnere weiterläuft.

Bei der Herstellung und Abdichtung eines Bauelementgehäuses der oben erwähnten Art werden die Verteilungsrippen beim Gie­ ßen oder Spritzen der betreffenden Gehäusewand, also in der Regel einer Bodenplatte oder Deckplatte, mit angeformt, und nach der Montage des Bauelementes in dem Gehäuse wird die Vergußmasse in Tropfenform auf die Verteilungsrippen aufge­ bracht. Zweckmäßigerweise werden die Verteilungsrippen so an­ geordnet, daß sie strahlenförmig von jeweils einer Dosier­ stelle zu den abzudichtenden Stellen verlaufen. Die Dosier­ stellen brauchen aber nicht, wie bei der herkömmlichen Tech­ nik mit Kapillarkanälen üblich, in Form von Vertiefungen in die Gehäusewand eingeformt zu werden. Vielmehr genügt es, wenn die Vergußmasse unmittelbar auf die Verteilungsrippen aufgetropft wird, ohne daß eine eigens ausgeformte Dosier­ stelle vorhanden ist. Dabei ist es auch durchaus möglich, bei einer quer über die Gehäusewand verlaufenden Verteilungsrippe die Vergußmasse irgendwo an einer zweckmäßigen Stelle auf die Verteilungsrippe aufzutropfen, von wo aus sie dann nach bei­ den Seiten durch die Kapillarwirkung weiter verteilt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht auf die Anschlußseite oder Bodenseite ei­ nes Relais und

Fig. 2 einen Detailausschnitt einer Bodenpartie des Relais von Fig. 1 in perspektivischer Darstellung.

Das in der Zeichnung gezeigte Relais, von dem im wesentlichen nur die Bodenseite zu sehen ist, besitzt ein Gehäuse mit ei­ ner Gehäusekappe 1 und einer Bodenplatte 2, wobei der sonsti­ ge interne Aufbau des Relais, der für die Erfindung ohne Be­ deutung ist, auch nicht dargestellt ist. Das Relais besitzt Anschlußstifte 3 mit rundem Querschnitt und Anschlußstifte 4 mit rechteckigem Querschnitt, die jeweils in angepaßten run­ den Durchbrüchen 5 bzw. rechteckigen Durchbrüchen 6 der Bo­ denplatte 2 aus dem Gehäuseinneren nach außen zur Anschluß­ seite des Relais geführt sind. Außerdem besteht ein Randspalt 7 zwischen der Bodenplatte 2 und dem Rand 1 a der Gehäusekappe 1. Dieser umlaufende Randspalt 7 soll ebenso wie die erwähn­ ten Durchbrüche 5 und 6 der Anschlußstifte mittels Vergußmas­ se abgedichtet werden.

Da ein unmittelbares Einbringen der Vergußmasse in die ein­ zelnen Durchbrüche 5, 6 und Spalte 7 umständlich wäre und insbesondere die Gefahr einer Verunreinigung der Anschluß­ stifte mit isolierender Vergußmasse mit sich brächte, werden Vergußmasse-Tropfen 8 an leicht zugänglichen Dosierstellen, die allerdings nicht besonders ausgeformt sind, auf die Bo­ denplatte 2 aufgebracht. Von diesen Dosierstellen aus gehen strahlenförmig jeweils Verteilungsrippen 9 ab, die zu den einzelnen Gehäusen 5 und 6 bzw. zum Randspalt 7 führen. Diese Verteilungsrippen 9 bilden eine scharfe Innenkante 10 jeweils gegenüber der Oberfläche der Bodenplatte 2. Sie können bei einem Kleinrelais beispielsweise eine Höhe in der Größenord­ nung von 0,1 bis 0,2 mm aufweisen. Entlang diesen Kanten ver­ teilt sich die mit den Tropfen 8 aufgebrachte Vergußmasse mittels Kapillarwirkung an die gewünschten Stellen, wobei in den Fig. 1 und 2 jeweils mit Pfeilen die Fließrichtung der Vergußmasse dargestellt ist. Bei dem gezeigten Ausführungs­ beispiel führen die Kriechwege 11 jeweils von einer Dosier­ stelle bzw. von einem Tropfen 8 über die jeweiligen Vertei­ lungsrippen 9 zu den einzelnen Durchbrüchen 5 und 6 mit den zugehörigen Anschlußstiften 3 und 4 und dann weiter von die­ sen Durchbrüchen 5 und 6 hin zum Randspalt 7. In dem Rand­ spalt verteilt sich die Vergußmasse dann mittels der dort vorhandenen, an sich bekannten Kapillarwirkung. Abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform könnte natür­ lich auch eine Verteilungsrippe 9 unmittelbar von einem Trop­ fen 8 zum Randspalt 7 geführt sein.

In der Fig. 2 ist in vergrößerter Darstellung die besondere Ausgestaltung von Verteilungsrippen 9 im Bereich eines Durch­ bruchs 5 bzw. des Randspalts 7 gezeigt. Um eine gute Kapil­ larführung der Vergußmasse in den Durchbruch 5 hinein zu ge­ währleisten, ist dieser Durchbruch 5 trichterförmig gestal­ tet, wobei der zur Außenseite weisende Rand 5 a mit einem mög­ lichst großen Radius ausgeformt ist. Über diesen abgerundeten Rand 5 a führt die Verteilungsrippe 9 mit ihrem abgebogenen Abschnitt 9 a. Auf diese Weise erstreckt sich die zur Kapil­ larwirkung erforderliche scharfe Innenkante zwischen der Ver­ teilungsrippe 9 und der Bodenplatte 2 bis in den trichterför­ migen Durchbruch hinein, wobei der abgerundete Rand 5 a den Fluß nicht behindert. Scharfe Außenkanten dagegen stellen ei­ ne Kapillarsperre dar. Eine solche ist beispielsweise an der Innenoberfläche der Bodenplatte erforderlich, um ein Weiter­ fließen der Vergußmasse aus dem Durchbruch 5 in das Gehäuse­ innere zu verhindern. Zu diesem Zweck ist eine scharfe Kante 12 im Bereich der Innenseite 2 a der Bodenplatte 2 ausgebil­ det, die somit den Kriechweg für die Vergußmasse unterbricht und ein Weiterfließen in das Gehäuseinnere verhindert.

Aus Fig. 2 ist auch zu ersehen, daß die Vergußmasse, die über die Verteilungsrippe 9 und deren abgebogenen Abschnitt 9 a in den Durchbruch 5 hineinfließt, über die weitere Verteilungs­ rippe 9 b auch aus dem Durchbruch 5 wieder heraus weiter zum Randspalt 7 geführt wird. Durch die Kapillarwirkung an der scharfen Innenkante 10 kann dabei auch ein gewisser Höhenun­ terschied überwunden werden.

In Fig. 2 ist die Kante 12 an der Unterseite einer dünnen Trennwand 15 gezeigt, welche sich mehr oder weniger gut an den Anschlußstift 3 anschmiegt. Diese Trennwand kann zweckmä­ ßigerweise in der Trennebene des Spritzwerkzeuges liegen und unter Umständen auch als geschlossene Spritzhaut den Durch­ bruch 5 verschließen, wenn dieser Durchbruch bei einer gerin­ geren Kontaktbestückung des Relais keinen Anschlußstift auf­ zunehmen hat. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, endet die Rippe 9 b auf der Oberseite der Trennwand unter Bildung einer scharfen Innenkante, außerdem bildet die Trichterfläche 5 b mit der Trennwand eine umlaufende scharfe Innenkante 16. Damit wird die Vergußmasse, die entlang einer Verteilungsrippe 9 in den trichterförmigen Durchbruch 5 gelangt, durch Kapillarwirkung entlang der Innenkante 16 über den ganzen Umfang des Durch­ bruchs 5 verteilt, selbst wenn kein Anschlußstift 3 vorhanden ist. Auch in diesem Fall kann somit die Vergußmasse von einer Rippe 9 über den Durchbruch 5 zu der Rippe 9 b und aus dem Durchbruch 5 heraus geleitet werden. Der Durchbruch selbst wird ebenfalls in jedem Fall abgedichtet.

Durch Anbringen von mehreren Verteilungsrippen im engen Ab­ stand parallel zueinander kann die Verteilungskapazität für die Vergußmasse an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt wer­ den. Von Bedeutung für eine gleichförmige Verteilung der Ver­ gußmasse ist unter Umständen das Anbringen von geeigneten Kriechsperren in kritischen Bereichen, wie mit der Kante 12 beispielsweise gezeigt. Durch solche Kriechsperren muß vor allem erreicht werden, daß ein ungewollter partieller Entzug von Vergußmasse verhindert wird, der die Einheitlichkeit des Kapillargefälles stören und somit eine gleichförmige Vertei­ lung beeinträchtigen würde. Ganz allgemein sei noch mal er­ wähnt, daß gute Kriechsperren durch scharfe Außenkanten ge­ bildet werden, die ihre volle Wirksamkeit aber nur entfalten, wenn sie in sich geschlossen sind und nicht an scharfe Innen­ kanten, die wiederum eine gute Kapillarwirkung haben, angren­ zen.

Zu Fig. 1 sei noch erwähnt, daß dort auf der Bodenplatte zu­ sätzliche Abstandsnoppen 13 vorgesehen sind, die beim Aufset­ zen des Relais auf eine Leiterplatte das Abziehen von Löt­ dämpfen ermöglichen. Diese Abstandsnoppen 13 sind in der Re­ gel höher als die Verteilungsrippen 9, so daß letztere keine wirksame Vergrößerung der Relaishöhe verursachen. Im übrigen wird die Vergußmasse in bekannter Weise ausgehärtet. In Fig. 1 ist außerdem ein Lüftungsloch 14 angedeutet, welches nach dem Abdichten des Gehäuses und nach dem Aushärten der Vergußmasse in üblicher Weise verschlossen werden kann.

Claims (7)

1. Gehäuse für ein elektrisches Bauelement, insbesondere ein Relais, mit einer einen hohlen Innenraum abschließenden Ge­ häusewand (2), welche abzudichtende Stellen, wie Durchbrüche (5, 6) und Spalte (7) im Bereich von Anschlußstiften und/oder an ihrem Rand aufweist, wobei die Gehäusewand (2) Führungs­ elemente zur Förderung von Vergußmasse (8) von einer oder mehreren Dosierstellen zu den abzudichtenden Stellen auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Gehäusewand (2) Verteilungsrippen (9) vorgesehen sind, welche sich von der Dosierstelle oder den Dosierstellen zu den Abdichtstellen (5, 6, 7) erstrecken und zumindest an einer Seite eine scharfe Innenkante (10) mit der Gehäusewand (2) bilden.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die abzudichtenden Gehäusedurchbrüche (5, 6) nach außen trichterförmig erweitert sind und daß sich die Verteilungsrippen (9) über die Trichterfläche in den je­ weiligen Durchbruch (5, 6) hinein erstrecken.

3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Verteilungsrippe (9) sich von einer Dosierstelle in einen ersten Gehäusedurchbruch (5) hin­ ein erstreckt und daß eine weitere Verteilungsrippe (9 b) aus dem ersten Durchbruch heraus zu einem weiteren Durchbruch oder Spalt (7) führt.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (5, 6) und Spalte (7) an der den Verteilungsrippen entgegengesetzten Seite der Gehäusewand (2) zumindest in dem Bereich der Ver­ teilungsrippen (9) einen abgerundeten Rand (5 a) und an der entgegengesetzten Seite der Gehäusewand (2 a) einen scharfkan­ tigen Rand (12) aufweisen.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils von einer Dosier­ stelle auf der Gehäusewand strahlenförmig mehrere Vertei­ lungsrippen (9) auseinanderlaufen.

6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Dosierstelle aus jeweils zwei oder mehr Verteilungsrippen parallel neben­ einander zu einer oder mehreren bestimmten abzudichtenden Stellen verlaufen.

7. Verfahren zur Abdichtung eines elektrischen Bauelementes, wobei in einer Gehäusewand (2) vorhandene abzudichtende Stel­ len, wie Durchbrüche (5, 6) und Spalte (7) im Bereich von An­ schlußstiften (3, 4) und/oder am Rand der Gehäusewand (2), mittels Vergußmasse (8) verschlossen werden, indem die Ver­ gußmasse an einer oder mehreren Stellen des Gehäuses aufge­ bracht und mittels Kapillarleitung an die abzudichtenden Stellen befördert wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei der Herstellung der Gehäusewand (2) an deren Außenseite Verteilungsrippen (9) mit scharfen Innenkanten (10) gegenüber der Wandoberfläche angeformt wer­ den und daß nach Abschluß der Montage die Vergußmasse auf die Verteilungsrippen (9) aufgebracht und über diese zu den abzu­ dichtenden Stellen befördert wird.