DE3842960A1

DE3842960A1 - METHOD FOR CAPSULATING A SWITCH AND SWITCH DEVICE THEREFORE PRODUCED

Info

Publication number: DE3842960A1
Application number: DE3842960A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl Ing Barlian; Otto Dipl Phys Dr Eberhardt; Karl-Heinz Lux
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-06-28
Also published as: ATE119708T1; DE3842960C2; EP0374545A3; DE58909088D1; EP0374545A2; EP0374545B1

Abstract

A thick envelope is to be obtained when a switch is encased. The switch is sprayed thickly all round with thermal or thermosetting plastic so as to be explosion-proof, so that the switch of the switching device is tightly enclosed in a homogeneous, plastic injection-moulded envelope. Encasing of a switch <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kapseln eines Schalters mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anpruchs 1 und eine nach dem Verfahren herge stellte Schaltvorrichtung.The invention relates to a method for capsules a switch with the features of the generic term of claim 1 and one according to the method put switching device.

Bei bekannten Fertigungsverfahren wird der zu kapselnde Schalter in ein zumeist mehrteiliges Ge häuse eingebracht, das durch Schrauben, Kleben oder Ausgießen mit Kunststoff zusammengehalten und ver schlossen wird. Diese bekannten Herstellungsverfahren sind kostenaufwendig und beinhalten zwangsläufig mehrere Arbeitsgänge, die die Funktion des Schalters und die Dichtheit der Kapselung beeinträchtigen können.In known manufacturing processes, the encapsulating switches in a mostly multi-part Ge brought in by screwing, gluing or Pouring held together with plastic and ver is closed. These known manufacturing processes are expensive and inevitably include several operations that change the function of the switch and affect the tightness of the encapsulation can.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Kapseln eines Schalters dahingehend weiter zubilden, daß mit einfachen Mitteln eine Redu zierung des Arbeitsaufwands und ein die Schalter funktion schonender, derart dichter Schaltereinschluß erzielt wird, der eine hohe Sicherheit aufweist und in besonders gefährdeter Umgebung einsetzbar ist. The object of the invention is a method continue to encapsulate a switch to form that with simple means a Redu adornment of labor and the switches Functionally gentle, such tight switch enclosure is achieved, which has a high security and can be used in a particularly endangered environment.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the kenn Drawing features of claim 1 solved.

Eine nach dem Verfahren hergestellte vorteilhafte Schaltvorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet.An advantageous manufactured by the method Switching device is characterized by the features of the claim 2 marked.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:Appropriate refinements and training as well as other advantages and essential details the invention are the features of the subclaims, the following description and the drawing remove that preferred in a schematic representation Embodiments shows as an example. They represent:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in geschnittener Seitenansicht, Fig. 1 shows a switching device according to the invention in sectional side view,

Fig. 2 die Schaltvorrichtung gemäß Fig. 1 in einer anderen Seitenansicht, teilweise geschnitten, und Fig. 2 shows the switching device according to FIG. 1 in another side view, partially in section, and

Fig. 3 einen Teil der Schaltvorrichtung gemäß Fig. 2, jedoch in einer anderen Ausführung, in geschnittener Darstellung. Fig. 3 shows a part of the switching device according to FIG. 2, but in a different embodiment, in a sectional view.

Die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 beinhaltet einen Schalter 2, der bevorzugt als Mikroschalter ausgeführt sein kann. Der Mikroschalter 2 besitzt einen Stößel 3, der an der in der Zeichnung oberen Schalterfläche 4 vorsteht. An der gegenüberliegenden unteren Seite können elektrische Leiter 5 vorgesehen sein, die einzeln oder in einer Schlauchleitung zusammengefaßt sein können und Anschlüssen 6 an der Unterseite 7 des Schalters 2 beispielsweise mittels Schrauben, Löten oder Schweißen festgelegt sein können. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Leiter 5 einen Kabel schuh 8 auf, der am Anschluß 6 festgelegt ist.The switching device 1 according to the invention shown in the drawing includes a switch 2 , which can preferably be designed as a microswitch. The microswitch 2 has a plunger 3 which protrudes on the upper switch surface 4 in the drawing. Electrical conductors 5 can be provided on the opposite lower side, which can be combined individually or in a hose line and connections 6 can be fixed on the underside 7 of the switch 2, for example by means of screws, soldering or welding. In the present embodiment, the conductor 5 has a cable shoe 8 , which is fixed at the terminal 6 .

In einer Ebene über den Anschlüssen 6 weist der Schalter 2 zwei durchgehende Bohrungen 9 auf, durch die hier nicht dargestellte Befestigungsschrauben oder dergleichen hindurchgesteckt werden können. Über den Schalter 2 ist eine Haube 10 gestülpt, die den im wesentlichen rechteckförmigen Mikroschalter 2 an den vier Seitenflächen und an der oberen Schalterfläche 4 eng umschließt. Oben weist die Haube 10 eine Führungshülse 11 auf, die mit der Haube 10 zweckmäßig materialeinheitlich ausgebildet sein kann. An der dem Schalter 2 zugewandten Innenseite 12 der Haube 10 kann eine vorzugsweise als O-Ring ausgebildete Dichtung 13 vorgesehen sein, die in einer zweckmäßig koaxial zur Führungshülse 12 an der dem Schalter 2 zugewandten Stirnseite ausgebildeten Ringnut 14 gelagert sein kann und an der oberen Schalterfläche 4 anliegt, so daß hier zwischen der Haube 10 bzw. der Führungshülse 11 und dem Schalter 2 ein gasdichter Abschluß gegeben ist. Die Dichtung 13 kann zweckmäßig aus einem gummi elastischen Material hergestellt sein.In a plane above the connections 6 , the switch 2 has two through bores 9 through which fastening screws or the like, not shown here, can be inserted. A hood 10 is placed over the switch 2 , which closely encloses the essentially rectangular microswitch 2 on the four side surfaces and on the upper switch surface 4 . At the top, the hood 10 has a guide sleeve 11 which can expediently be formed with the hood 10 in the same material. On the inside 12 of the hood 10 facing the switch 2 , a seal 13 , which is preferably in the form of an O-ring, can be provided, which can be mounted in an annular groove 14 , which is expediently formed coaxially with the guide sleeve 12 on the end face facing the switch 2 , and on the upper surface of the switch 4 is present, so that here a gas-tight seal is provided between the hood 10 or the guide sleeve 11 and the switch 2 . The seal 13 can be expediently made of a rubber-elastic material.

In einer vorzugsweise abgestuften Bohrung der Führungs hülse 11 kann ein Betätiger 15 so gelagert sein, daß ein zünddurchschlagsicherer Spalt gebildet ist. Der Betätiger 15 wirkt gegen den Stößel 3 und kann in axialer Richtung starr ausgebildet sein. In bevorzugter Ausführung kann der Betätiger 15 jedoch nicht starr, sondern gemäß dem dargestellten Aus führungsbeispiel als sogenanntes Überhubsegment aus gebildet sein und dazu einen topfförmigen Unterteil 16 und einen hohlzylinderförmigen Kopfteil 17 besitzen, der gegen die Kraft einer schraubenförmigen Druckfeder 18 in den Unterteil 16 hineindrückbar ist, wenn der gegen den Stößel 3 wirkende Unterteil 16 axial nach unten gegen den Schalter 2 verlagert worden ist. Die Fig. 1 zeigt deutlich, daß sowohl der Unterteil 16 als auch der Kopfteil 17 in der Führungshülse 11 axial geführt sind und daß der teleskopierbare Kopf teil 17 außerdem an der Innenfläche der topfförmigen Wand des Unterteils 16 geführt ist.In a preferably graduated bore of the guide sleeve 11 , an actuator 15 can be mounted so that an anti-ignition gap is formed. The actuator 15 acts against the plunger 3 and can be rigid in the axial direction. In a preferred embodiment, the actuator 15, however, cannot be rigid, but rather can be formed as a so-called overstroke segment according to the exemplary embodiment shown and have a pot-shaped lower part 16 and a hollow cylindrical head part 17 which can be pressed into the lower part 16 against the force of a helical compression spring 18 when the lower part 16 acting against the plunger 3 has been displaced axially downwards against the switch 2 . Fig. 1 clearly shows that both the lower part 16 and the head part 17 are axially guided in the guide sleeve 11 and that the telescopic head part 17 is also guided on the inner surface of the pot-shaped wall of the lower part 16 .

Oben weist der Betätiger 15 eine haubenförmige Membrane 19 auf, die einen wulstförmigen Umfangsrand 20 besitzt. Der Wulstrand 20 ist in einer an der oberen Stirnseite der Führungshülse 11 ausgebildeten Nut 21 gelagert. Die Membrane 19 kann oben einen Anschlag 22 besitzen, der auf dem Kopfteil 17 auf sitzt und auf dem ein Betätigungshebel 23 oder der gleichen aufliegen kann, der an einer Achse 24 schwenkbar gelagert ist. Der Betätigungshebel 23 kann außerdem von einer gestrichelt dargestellten Schraubenfeder 25 unterstützt sein. Wird der Betätigungshebel 23 gegen die Kraft der Schraubenfeder 25 und gegen den Anschlag 22 nach unten geschwenkt, wird der Betätiger 15 axial nach unten verlagert, so daß der Stößel 3 in den Schalter 2 eintaucht. Sollte der Betätigungshub größer sein als der für die Betätigung des Stößels 3 not wendige Hub, so taucht der Kopfteil 17 des Betätigers 15 in den Unterteil 16 ein.At the top, the actuator 15 has a hood-shaped membrane 19 which has a bead-shaped peripheral edge 20 . The bead 20 is supported in a groove 21 formed on the upper end face of the guide sleeve 11 . The membrane 19 may have a stop 22 at the top, which sits on the head part 17 and on which an actuating lever 23 or the like can rest, which is pivotably mounted on an axis 24 . The actuating lever 23 can also be supported by a coil spring 25 shown in dashed lines. If the actuating lever 23 is pivoted downward against the force of the helical spring 25 and against the stop 22 , the actuator 15 is displaced axially downward, so that the plunger 3 is immersed in the switch 2 . If the actuation stroke is greater than the stroke necessary for the actuation of the plunger 3 , the head part 17 of the actuator 15 plunges into the lower part 16 .

Wie der Zeichnung klar zu entnehmen ist, weist die Schaltvorrichtung 1 außen ausschließlich eine Kunst stoffspritzgußhülle 26 auf, die den Schalter 2, die Haube 10 mit der Führungshülse 11 und die Anschlüsse 6 mit den Leitern 5 explosionsgeschützt, also Ex-sicher, bevorzugt eng umschließt, so daß keine Hohlräume gegeben sind. Außerdem übergreift ein Spritzgußrand 27 der Spritz gußhülle 26 den Wulstrand 20 der Membrane 19, so daß der Membranrand 20 in der Führungshülsennut 21 gas dicht eingespannt ist. Ebenso sind die elektrischen Leiter 5 von der Kunststoffspritzgußhülle 26 eng und gasdicht umschlossen, so daß allein durch die homogene Kunststoffspritzgußhülle 26 eine absolut dichte Kapselung des Schalters 2 und der zugehörigen Teile gegeben ist. Die erfindungsgemäße Spritzguß kapselung besteht aus einer homogenen Wanddicke, die sich über den gesamten Umfang einschließlich aller funktioneller Teile zieht. Das unmittelbare Verkapseln der Schalterteile kann in einem einzigen Spritzguß arbeitsgang erfolgen, wobei sowohl thermoplastischer als auch duroplastischer Kunststoff als hermetisch dichte Umhüllung gespritzt werden kann. Ein wesent licher Vorteil besteht darin, daß nach dem Abschluß des Spritzvorganges die hermetisch dichte Kapselung vollständig hergestellt ist und keinerlei weitere Abdichtungsarbeiten wie bei den bekannten Schaltern mehr notwendig sind, so daß insgesamt eine technisch bessere Schaltvorrichtung und zudem eine deutliche Kosteneinsparung erreicht wird. As can be clearly seen from the drawing, the switching device 1 has only an injection molded plastic shell 26 on the outside, which encloses the switch 2 , the hood 10 with the guide sleeve 11 and the connections 6 with the conductors 5 explosion-proof, that is to say explosion-proof, preferably closely so that there are no voids. In addition, an injection molding edge 27 of the injection molding sleeve 26 overlaps the bead 20 of the membrane 19 , so that the membrane edge 20 is clamped gas-tight in the guide sleeve groove 21 . Likewise, the electrical conductors 5 are tightly and gas-tightly enclosed by the plastic injection-molded sleeve 26 , so that the homogeneous plastic injection-molded sleeve 26 alone provides an absolutely sealed encapsulation of the switch 2 and the associated parts. The injection molding encapsulation according to the invention consists of a homogeneous wall thickness which extends over the entire circumference, including all functional parts. The immediate encapsulation of the switch parts can be done in a single injection molding operation, both thermoplastic and thermosetting plastic can be injected as a hermetically sealed casing. A wesent union advantage is that the hermetically sealed encapsulation is completely made after the completion of the spraying process and no further sealing work as with the known switches are necessary, so that overall a technically better switching device and also a significant cost saving is achieved.

Darüber hinaus kann es günstig sein, die Schalter bohrungen 9 bzw. deren Wandungen mit einer Kunststoff schicht ebenfalls hermetisch dicht zu umhüllen und dazu eine rohrförmige Isolierung 28 in der Bohrung 9 vorzusehen. Diese Bohrungsisolierung 28 kann stoff schlüssig mit der Kunststoffspritzgußhülle 26 ver bunden sein und dazu gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform materialeinheitlich mit der Kunst stoffspritzgußhülle 26 in ein und demselben Spritzguß vorgang hergestellt sein. Gemäß einer anderen bevor zugten Ausführungsform kann es jedoch auch günstig sein, die gemäß Fig. 3 in der Bohrung 9 vorgesehene Isolierung als gasdichte Kunststoffhülse 29 aus zubilden, die mit ihren Stirnenden 30 bis in den Bereich der Kunststoffspitzgußhülle 26 ragt. Beim Spritzvorgang, also bei der Herstellung der Kunst stoffspritzgußhülle 26, erfolgt gleichzeitig, also in ein und demselben Arbeitsgang eine Spritzver schweißung 31 an den Stirnenden 30, so daß auch hier eine hermetisch dichte Umhüllung erzielt werden kann.In addition, it may be advantageous to also hermetically seal the switch bores 9 or their walls with a plastic layer and to provide tubular insulation 28 in the bore 9 . This bore insulation 28 may cohesively with the injection-molded plastic sheath 26 can be prevented and to ver according to the embodiment shown two material injection molded casing in Fig. 26 integrally with the art in one and the same injection molding process may be made. According to another preferred embodiment, however, it may also be advantageous to form the insulation provided in FIG. 3 in the bore 9 as a gas-tight plastic sleeve 29 , which protrudes with its ends 30 into the area of the plastic injection-molded sleeve 26 . In the injection molding process, that is, in the manufacture of the plastic injection-molded cover 26 , is carried out simultaneously, that is, in one and the same operation, a spray welding 31 at the ends 30 , so that a hermetically sealed covering can also be achieved here.

Die im Spritzgußverfahren hergestellte gasdichte und Ex-sichere Kunststoffhülle 26 kann ringsum annähernd gleiche Wanddicken aufweisen. In bevorzugter Ausgestaltung kann es jedoch günstig sein, die Spritzgußhüllen unterwand 32, in der die Anschlüsse 6 und die elektrischen Leiter 5 gasdicht eingebettet sind, wesentlich dicker, z.B. fünf bis zehn mal dicker auszubilden als die Seitenwände der Kunststoffspritz gußhülle 26, so daß ausgesprochen lange Isolier strecken gegeben sind und ein sicherer Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung gewährleistet ist. The gas-tight and explosion-proof plastic sleeve 26 produced by the injection molding process can have approximately the same wall thicknesses all around. In a preferred embodiment, however, it may be favorable to form the injection-molded sleeves 32 , in which the connections 6 and the electrical conductors 5 are embedded gas-tight, much thicker, for example five to ten times thicker, than the side walls of the plastic injection-molded sleeve 26 , so that they are extremely long Isolier stretches are given and safe use is guaranteed in potentially explosive environments.

Durch die erfindungsgemäße Kunststoffspritzguß kapselung ist der Schalteinsatz 2 selbst keinerlei Risiken hinsichtlich einer Beschädigung oder Funktionsstörung ausgesetzt, so daß eine hohe Sicher heit für eine dauerhafte Funktionstüchtigkeit gegeben ist. Aufgrund des erfindungsgemäßen Spritz gußeinkapselungsverfahrens brauchen keine zusätzlichen Maßnahmen für eine sorgfältige Abdichtung ergriffen zu werden, da die vorzugsweise gasdichte Einkapselung unmittelbar in einem einzigen Spritzgußumhüllumgsvor gang erfolgen kann.Due to the plastic injection molding encapsulation of the switch insert 2 itself is not exposed to any risks with regard to damage or malfunction, so that a high level of security is given for permanent functionality. Due to the injection molding encapsulation process according to the invention, no additional measures need to be taken for careful sealing, since the preferably gas-tight encapsulation can take place directly in a single injection molding envelope process.

Claims

1. A method for encapsulating a switch ( 2 ), in particular special microswitch which can be actuated via a plunger ( 3 ), characterized in that the switch ( 2 ) is injection-molded with thermoplastic or thermosetting plastic and sealed so as to be explosion-proof.

2. Switching device with an encapsulated switch ( 2 ), in particular microswitch, which can be actuated via a plunger ( 3 ), manufactured according to the above method, characterized in that the switch ( 2 ) is sealed in an explosion-proof manner in a homogeneous plastic injection molding envelope ( 26 ) is.

3. Switching device according to the preceding claim, characterized in that the injection-molded sleeve ( 26 ) the switch ( 2 ) and this associated electrical conductor ( 5 ) and connecting parts ( 6 , 8 ) preferably tightly encloses and an explosion-proof termination space from the inside to the outside forms.

4. Switching device according to one or more of the preceding claims, characterized in that in at least one bore ( 9 ) of the switch ( 2 ) a tubular insulation ( 28 ) is provided which with the switch ( 2 ) enclosing the injection molded shell ( 26 ) is integrally connected.

5. Switching device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the insulation ( 28 ) of the bore ( 9 ) and the injection molding sleeve ( 26 ) preferably enclosing the switch ( 2 ) without a cavity are made of the same material and are preferably produced in one operation.

6. Switching device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the insulation ( 28 ) in the bore ( 9 ) is designed as a plastic sleeve ( 29 ) which at the front ends ( 30 ) with the gas-tight injection-molded shell ( 26 ) of Switch ( 2 ) by means of spray welding ( 31 ) is tightly connected.

7. Switching device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a guide sleeve ( 11 ) is provided on an injection-molded lower wall ( 32 ) against the opposite switch surface ( 4 ), in which an actuator ( 15 ) for the with a spark-proof gap Tappet ( 3 ) is ge and which is closed by the injection molded shell ( 26 ).

8. Switching device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the guide sleeve ( 11 ) has a seal ( 13 ) bearing against the switch surface ( 4 ).

9. Switching device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the guide sleeve ( 11 ) on a hood ( 10 ) is formed, which engages over the switch ( 2 ) laterally and above and is enclosed by the plastic injection-molded sleeve ( 26 ) .

10. Switching device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the injection-molded casing bottom wall ( 32 ) is at least twice as thick as the other wall parts of the plastic injection-molded casing ( 26 ).

11. Switching device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 15 ) via a preferably rubber-elastic membrane ( 19 ) is sealed, the peripheral edge ( 20 ) via an injection molding edge ( 27 ) of the plastic injection molding ( 26 ) on the Guide sleeve ( 11 ) is fixed gas-tight.