DE3706100A1

DE3706100A1 - Electromechanical component, especially an electromagnetic relay

Info

Publication number: DE3706100A1
Application number: DE19873706100
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl Ing Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1988-09-08

Abstract

An electromechanical component, especially an electromagnetic relay having a base body from which connecting elements are passed out and having a two-piece housing, one part being constructed in the form of a trough and the other part in the form of a plate, the two parts being connected at their circumferential edges, and perforations for the connecting elements being provided in the housing. The base body and/or the housing have/has beads in the region of these perforations, which beads surround each individual perforation in annular shape. The base body and housing are connected to one another in the region of these beads.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromechanisches Bauelement, insbesondere elektromagnetisches Relais, mit einem Grundkörper, aus welchem eingebettete Anschlußelemente herausgeführt sind und einem Isolierstoffgehäuse, wobei ein erster Teil des Isolierstoff gehäuses in Form einer Wanne oder Kappe den Grundkörper umschließt und nach einer Seite hin offen ist, ein zweiter, annähernd platten förmiger Abschlußteil die offene Seite des ersten Teils abdeckt, die beiden Teile miteinander an ihren aneinanderstoßenden Umfangs rändern verbunden sind und in mindestens einem Gehäuseteil Durchbrüche für die Anschlußelemente vorgesehen sind.The invention relates to an electromechanical component, especially electromagnetic relay, with a base body, from which embedded connection elements are led out and an insulating material housing, a first part of the insulating material housing encloses the base body in the form of a tub or cap and open on one side, a second, almost flat shaped end part covers the open side of the first part, the two parts together at their abutting circumference edges are connected and in at least one housing part Breakthroughs are provided for the connection elements.

Ein solches elektromagnetisches Bauelement ist beispielsweise aus DE-OS 32 46 497 bekannt. Dort sind die Ränder mit Ultraschall dicht verschweißt, das Gehäuse bleibt aber an den Anschlußstiften offen. Diese Lösung hat den Nachteil, daß trotz dichtem Ultra schallverschweißens der beiden Isolierstoffgehäuseteile weiterhin flüssige Substanzen über die Durchbrüche für die Anschlußelemente in das Relaisinnere gelangen können.Such an electromagnetic component is, for example, from DE-OS 32 46 497 known. There are the edges with ultrasound tightly welded, but the housing remains on the connection pins open. This solution has the disadvantage that despite dense ultra sound welding of the two insulating housing parts continues liquid substances through the openings for the connection elements can get inside the relay.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Bauelement der eingangs genannten Art zu schaffen und ein Abdichtverfahren hierfür anzuge ben, wobei eine verbesserte Abdichtung des Bauelementinneren im Bereich der Durchbrüche für die Anschlußelemente erreicht wird.The object of the present invention is a component of the beginning to create the type mentioned and a sealing process for this ben, with an improved seal of the interior of the component in Area of breakthroughs for the connection elements is reached.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Grund körper und das mit Durchbrüchen versehene Gehäuseteil jeweils in den die Anschlußelemente bzw. die Durchbrüche umgebenden Berei chen aneinander liegen und in jeweils einem den betreffenden Durchbruch ringförmig umgebenden Bereich dicht miteinander verbunden sind. According to the invention, this object is achieved in that the reason body and the perforated housing part each in the area surrounding the connection elements or the openings Chen lie next to each other and in each one Breakthrough ring surrounding area close together are connected.

Da die Anschlußstifte selbst aufgrund ihrer Einbettung in den Grundkörper das Bauelementinnere abdichten und somit flüssige Substanzen allenfalls bis zu dem den jeweiligen Durchbruch im umgebenden Verbindungsbereich von Gehäuse und Grundkörper vor dringen können ist das Bauteilinnere waschdicht abgeschlossen.Since the connector pins themselves due to their embedding in the Base body seal the interior of the component and thus liquid Substances up to the breakthrough in the surrounding connection area of the housing and base body can penetrate the interior of the component is wash-tight.

Besonders gut läßt sich die dichte Verbindung durch jeweils an Grundkörper oder Gehäuse angeformte Wülste erzielen. Die Wülste umgeben jeweils einen der Durchbrüche für die Anschlußelemente, wobei sich der Grundkörper und das Gehäuse an den Wülsten berüh ren.The tight connection can be achieved particularly well by Create base body or molded beads. The ridges each surround one of the openings for the connection elements, the base body and the housing touching on the beads ren.

Falls eine zusätzliche Abdichtung der Durchbrüche mittels einer flüssigen Vergußmasse für notwendig erachtet wird, beispielsweise wenn die Einbettung der Anschlußelemente im Grundkörper noch keine ausreichende Abdichtung des Bauelementinneren gewährleistet, ist dies dadurch möglich, daß in die Bodenplatte ein Kanalsystem ein gearbeitet ist, wobei von einer oder mehreren Einfüllstellen Kapillarkanäle zu den einzelnen Anschlußelementen führen.If an additional sealing of the breakthroughs with a liquid potting compound is considered necessary, for example if the embedding of the connection elements in the base body is not yet sufficient sealing of the interior of the component is guaranteed this is possible in that a channel system in the base plate is worked, with one or more filling points Lead capillary channels to the individual connection elements.

Zur Ausnutzung von Hohlräumen im Inneren des Isolierstoffgehäuses ist es möglich, daß die Bodenplatte eine in das Bauteilinnere reichende, nach außen offene Kammer bildet. In dieser Kammer können dann andere externe Bauteile beispielsweise Widerstände Platz finden, wodurch eine höhere Packungsdichte auf Leiterplatten erzielbar ist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, daß die Kammer an die Kontur von Teilen im Inneren des Bauteils ange glichen ist.To use cavities inside the insulating material housing it is possible that the base plate one in the interior of the component reaching, open chamber forms. In this chamber can then use other external components such as resistors Find space, creating a higher packing density on printed circuit boards is achievable. It is preferably provided that the Chamber to the contour of parts inside the component is equal.

Ein etwaiger zwischen Bauteilinnerem und Umgebung herrschender Druckunterschied ist dadurch ausgleichbar, daß die Bodenplatte in der Kammer einen im Vergleich zur Wandstärke des übrigen Isolier stoffgehäuses dünnen, membranartig verformbaren Bereich aufweist.Any existing between the interior of the component and the environment Pressure difference can be compensated for in that the base plate in the chamber one compared to the wall thickness of the rest of the insulation has a thin, membrane-like deformable area.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß um jeden Durchbruch für die Anschlußelemente ein ringförmiger Wulst dem mit Durch brüchen versehenen Gehäuseteil oder dem Grundkörper angeformt wird und daß diese Wülste nach dem Zusammenbau durch Ultraschall mit dem gegenüberliegenden Bereich des Grundkörpers bzw. Gehäuses verschweißt werden.The method according to the invention provides that every breakthrough for the connection elements an annular bead with through molded housing part or the base body and that these beads after the Assembly by ultrasound with the opposite area of the base body or housing are welded.

Die relativ kleinen durch die Abmessung der Wülste bestimmten Berührungszonen verschmelzen schon bei Einsatz einer geringeren Ultraschallenergie als wenn man das Isolierstoffgehäuse und den Grundkörper großflächig miteinander verschweißen würde. Nach dem Verschmelzen ist um jeden für einen Anschlußstift vorgesehenen Durchbruch im Isolierstoffgehäuse eine allseitige Abdichtung entstanden.The relatively small ones determined by the dimension of the beads Contact zones merge even when a smaller one is used Ultrasonic energy than if you look at the insulating housing and Large body would weld together. After this Melting is provided around each for a pin Breakthrough in the insulation housing an all-round seal emerged.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, daß die Wülste beim Ultraschallverschweißen an die Anschlußstifte ange schmiegt werden. Dadurch ergibt sich eine zusätzliche Abdichtung der Anschlußelemente.An expedient development of the method provides that the Beaded on the connection pins during ultrasonic welding be nestled. This creates an additional seal of the connection elements.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained below using exemplary embodiments the drawing explained in more detail. It shows:

Fig. 1 ein Bauelement in Schnittdarstellung vor dem Ultraschallverschweißen. Fig. 1 shows a component in a sectional view before ultrasonic welding.

Fig. 2 eine abgeänderte Bodenplatte für ein ähnlich aufgebautes Isoliergehäuse, von der Unterseite gesehen. Fig. 2 shows a modified base plate for a similarly constructed insulating housing, seen from the bottom.

Fig. 1 zeigt geschnitten einen Grundkörper 1 mit eingebetteten Anschlußelementen 2. Ein Isolierstoffgehäuse bestehend aus einer Kappe 3 und einer Bodenplatte 4 umschließt das Innere des Bauele ments, welches schematisiert ein Relais zeigt. Die beiden Teile des Isolierstoffgehäuses berühren sich an einem Umfangsrand 5. In der Bodenplatte 4 ist für jedes der Anschlußelemente 2 ein Durch bruch 6 vorgesehen. Die Bodenplatte ist dabei so ausgestaltet, daß sie in jedem Durchbruchsbereich 7 mit dem Grundkörper 1 in Berührung steht. Jeder Durchbruchsbereich 7 besitzt Wülste 8. Die Wülste 8 umgeben die Anschlußelemente 2 allseitig wallartig, sodaß die Oberseiten der Wülste die eigentlichen Berührungszonen bilden. Die Berührungszonen von Kappe 3 und Bodenplatte 4 sowie von Bodenplatte 4 und Grundkörper 1 werden mittels Ultraschall schweißens dicht verbunden Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bodenplatte 4 so geformt, daß sich eine Kammer 11 ergibt. Eine Wandfläche der Kammer 11 ist als eine Membran 12 gestaltet. Die Form der Kammer 11 ist dabei im wesentlichen den Konturen von Grundkörper 1 und einem im Relaisinneren befindlichen Spulen körper 13 mit darauf angebrachter Wicklung 14 angeglichen. Die Membran 12 erlaubt den Ausgleich von Druckunterschieden zwischen dem Relaisinneren und seiner Umgebung. Wie durch ein externes Bauteil, hier durch einen schematisch dargestellten Widerstand 15, verdeutlicht, läßt sich die Kammer 11 auch zur Aufnahme von exter nen Bauteilen nutzen. Fig. 1 shows a base body 1 cut with embedded connection elements 2. An insulating material housing consisting of a cap 3 and a base plate 4 encloses the interior of the component, which schematically shows a relay. The two parts of the insulating material housing touch on a peripheral edge 5 . In the bottom plate 4 , a break 6 is provided for each of the connecting elements 2 . The base plate is designed so that it is in contact with the base body 1 in each breakthrough area 7 . Each breakthrough area 7 has beads 8 . The beads 8 surround the connection elements 2 on all sides like a wall, so that the tops of the beads form the actual contact zones. The contact zones of cap 3 and base plate 4 as well as base plate 4 and base body 1 are tightly connected by means of ultrasound welding. In the exemplary embodiment shown, the base plate 4 is shaped such that a chamber 11 results. One wall surface of the chamber 11 is designed as a membrane 12 . The shape of the chamber 11 is essentially matched to the contours of the base body 1 and a coil body 13 located inside the relay with the winding 14 attached to it. The membrane 12 allows the compensation of pressure differences between the relay interior and its surroundings. As illustrated by an external component, here represented by a schematically illustrated resistor 15 , the chamber 11 can also be used to accommodate external components.

Anhand Fig. 1 sei das Verfahren zur Herstellung eines erfindungs gemäßen Bauelementes dargestellt. Auf den Grundkörper 1 wird die Bodenplatte 4 so aufgesetzt, daß die Anschlußelemente 2 durch die Durchbrüche in der Bodenplatte 4 ragen. Eine Ultraschallsonotrode wird an einer Anlagefläche 17 am Grundkörper 1 angesetzt. Sie drückt mit einer vorbestimmten Kraft in Pfeilrichtung auf den Grundkörper 1. Die Bodenplatte 4 ist dabei fest mit dem Gegenstück für die Sonotrode verbunden. Vorausgesetzt, der Grundkörper 1 und die Bodenplatte 4 bestehen aus geeigneten Materialien verschmel zen Grundkörper 1 und Bodenplatte 4 im Bereich der Wülste 8 dicht miteinander. Sodann wird die Kappe 3 so aufgesetzt, daß der Um fangsrand 5 die Bodenplatte am Wulst 18 berührt. Durch Ansetzen der Sonotrode an der Oberseite 19 der Kappe 3 wird die Ultra schallenergie auf die Gehäusekappe 3 übertragen, was ein Ver schmelzen der Wülste 18 entlang des Umfangsrandes 5 zur Folge hat. Zweckmäßigerweise werden die Wülste 8 durch einen entspre chenden Druck der Sonotrode so verformt, daß sie sich um die Anschlußstifte 2 schmiegen. Nach diesem Schritt ist das Relais innere waschdicht gegenüber der Außenwelt abgedichtet. Im allge meinen wird man natürlich anstreben, durch geeignete Ausbildung von Kappe und Grundkörper den Verschweißvorgang einschrittig auszuführen. With reference to FIG. 1, the method was presented for production of a proper component Invention. The base plate 4 is placed on the base body 1 such that the connection elements 2 protrude through the openings in the base plate 4 . An ultrasound sonotrode is attached to a contact surface 17 on the base body 1 . It presses on the base body 1 with a predetermined force in the direction of the arrow. The base plate 4 is firmly connected to the counterpart for the sonotrode. Assuming the base body 1 and the base plate 4 are made of suitable materials merge base body 1 and base plate 4 in the region of the beads 8 tightly together. Then the cap 3 is placed so that the peripheral edge 5 touches the bottom plate on the bead 18 . By attaching the sonotrode to the top 19 of the cap 3 , the ultra sound energy is transmitted to the housing cap 3 , which causes the beads 18 to melt along the peripheral edge 5 . Advantageously, the beads 8 are deformed by a corresponding pressure of the sonotrode so that they nestle around the pins 2 . After this step, the relay is sealed against the outside world in a wash-proof manner. In general, one will naturally strive to carry out the welding process in one step by means of a suitable design of the cap and base body.

Fig. 2 zeigt eine gegenüber dem dem Beispiel von Fig. 1 abgewan delte Bodenplatte 4′ mit Durchbrüchen 6′ für die Anschlußelemen te 2. Die Membrankammer 11′ besitzt keine Verbindung zu einer zentralen Einfüllstelle 9. Der zentralen Einfüllstelle 9 entsprin gen Kapillarkanäle 10, durch welche ein Gießharz zu den Durch brüchen 6′ geleitet werden kann. Fig. 2 shows a compared to the example of FIG. 1 modified bottom plate 4 'with openings 6 ' for the connecting elements te 2nd The membrane chamber 11 'has no connection to a central filling point 9 . The central filling point 9 arises gene capillary channels 10 through which a casting resin to the breakthroughs 6 'can be passed.

Claims

1. Electromechanical component, in particular an electromagnetic relay, with a base body from which embedded connection elements are led out and an insulating material housing, a first part of the insulating material housing in the form of a tub or cap enclosing the base body and being open on one side, a second, Approximately plate-shaped end part covers the open side of the first part, the two parts are connected to each other at their abutting circumferential edges and openings in at least one housing part are provided for the connection elements, characterized in that the base body ( 1 ) and the housing part provided with openings (4) each and the openings (6) surrounding areas abut one another in the connection elements (2) and in each case a breakthrough in question (6) in an annular region surrounding tightly connected together.

2. Component according to claim 1, characterized in that in the sealing area ( 7 ) between the provided with openings housing part ( 4 ) and base body ( 1 ) each have the connecting elements ( 2 ) or openings ( 6 ) annularly surrounding beads ( 8 ) on Housing or molded on the base body ( 1 ) and are integrally connected to the opposite surface of the base body ( 1 ) or the housing provided with openings ( 4 ).

3. Component according to claim 2, wherein the second housing part is designed as a base plate and has the openings for the connection elements, characterized in that the beads ( 8 ) on the inside of the base plate ( 4 ) are formed and with the base body ( 1 ) are welded.

4. Component according to claim 3, characterized in that in the base plate ( 4 ) a channel system is worked, with one or more filling points ( 9 ) capillary channels ( 10 ) lead to the individual connection elements ( 2 ).

5. The component according to claim 3 or 4, characterized in that the base plate ( 4 ) forms an inner reaching into the component, open to the outside chamber ( 11 ).

6. The component according to claim 5, characterized in that the base plate ( 4 ) in the chamber ( 11 ) in comparison to the wall thickness of the remaining Isolierstoffgehäu ses ( 3 , 4 ) thin, membrane-like deformable area ( 12 ).

7. The component according to claim 5, characterized in that the chamber ( 11 ) is matched to the contour of parts inside the component.

8. A method for producing a component according to claim 1, in which a base body provided with embedded connection elements which are led out to one side is brought into a housing which is open on one side and then the housing is closed by a substantially plate-shaped end part, wherein in the housing or Breakthroughs for the connecting elements are present in the end part, characterized in that an annular bead ( 8 ) is formed around the breakthrough housing part ( 4 ) or the base body ( 1 ) around each opening ( 6 ) for the connecting elements ( 2 ) and that these beads ( 8 ) are welded after assembly by ultrasound to the opposite area of the base body ( 1 ) or housing part ( 4 ).

9. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the beads ( 8 ) are ultrasonically welded to the connecting elements ( 2 ).