DE4041410A1 - Gekapselter elektrischer schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gekapselten elektrischen Schal­ ter, insbesondere die Dichtstruktur zwischen einem gegosse­ nen Schaltergehäuse und einem getrennt ausgebildeten Deckel, die ein Dichtteil aufweist, das zusätzlich an das Schalter­ gehäuse angegossen wird.

Zum Abdichten elektrischer Schalter mit einem Schaltergehäu­ se und einem Deckel ist es üblich, ein ringförmiges Dicht­ teil zwischen zueinander passende Flächen des Gehäuses und des Deckels einzufügen. Der Stand der Technik schlägt es als von guter Wirkung vor, insbesondere für elektrische Minia­ turschalter, das Dichtteil zusätzlich an die Umfangspaßflä­ che des Schaltergehäuses anzugießen, um sicheres und genaues Positionieren zu ermöglichen. Dieses zusätzliche Angießen kann durch Spritzgießen erfolgen, wie dies für einen typi­ schen Fall durch Fig. 13 veranschaulicht ist. Es werden von­ einander trennbare Teile 1 und 2 einer Gießform verwendet, die das Schaltergehäuse 10 zwischen sich festhalten, und es wird ein elastisches Material eingespritzt, um ein ringför­ miges Dichtteil 40 um den oberen Umfang des Schaltergehäuses 10 herum auszubilden. In der Figur ist das Schaltergehäuse so dargestellt, daß die obere, Kontakte tragende Oberfläche in der Zeichenebene liegt. Bei diesem Aufbau besteht jedoch das Problem, daß dann, wenn, wie in Fig. 13 veranschaulicht, die Teile 1 und 2 der Gießform nach dem Spritzgießen des Dichtteils 40 voneinander getrennt werden, die Möglichkeit besteht, daß dieses in Trennrichtung der Teile 1 und 2 gezo­ gen wird und sich dabei zumindest teilweise vom Schalterge­ häuse 10 löst, was die Dichtfähigkeit zwischen dem Schalter­ gehäuse und dem Deckel erniedrigt oder Dichtheit aus­ schließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gekapselten elektrischen Schalter anzugeben, der so ausgebildet ist, daß ein ringförmiges Dichtteil durch Spritzgießen am Umfang des Gehäuses so angebracht werden kann, daß es im wesentlichen untrennbar mit demselben verbunden ist, um für verbessertes Dichten zwischen dem Gehäuse und einem Deckel zu sorgen.

Der erfindungsgemäße gekapselte elektrische Schalter weist ein gegossenes Schaltergehäuse mit Kontakten und Anschlüssen sowie einen getrennt ausgebildeten Deckel auf, der an das gegossene Schaltergehäuse so angepaßt ist, daß die Umfänge des Schaltergehäuses und des Deckels zueinander passen. Zwi­ schen den Umfangspaßflächen des Schaltergehäuses und des Deckels ist ein ringförmiges Dichtteil vorhanden. Dieses ist an die Umfangspaßfläche des gegossenen Schaltergehäuses durch Spritzgießen aus einem elastischen Material, z. B. einem Polyesterelastomeren, angegossen, bei welchem Vorgang das Schaltergehäuse zwischen trennbaren Teilen einer Gieß­ form gehalten wird. Das ringförmige Dichtteil ist integral mit einem zusätzlichen Segment ausgebildet, das sich in Trennrichtung der Teile der Gießform erstreckt und an seinem Ende mit dem ringförmigen Dichtteil verbunden ist, um das­ selbe gegen die Wirkung von Trennkräften zu verstärken, wie sie auftreten, wenn die Teile der Gießform entfernt werden. Mit Hilfe dieser Verstärkung kann das ringförmige Dichtteil sicher am Umfang des Schaltergehäuses gehalten werden, was eine hocheffektive Dichtung zwischen dem Schaltergehäuse und dem Deckel für lange Nutzungszeit sicherstellt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das ringförmige Dichtteil als zusätzliches Segment ein integral ausgebilde­ tes Brückensegment oder integral ausgebildete Brückensegmen­ te auf, die gegenüberliegende Kanten des ringförmigen Dicht­ teils in der Ebene desselben in Trennrichtung der Teile der Gießform verbinden. Das so ausgebildete Brückenelement bzw. die so ausgebildeten Brückenelemente dienen auch dazu, die Dimensionsstabilität des Dichtungsteils zu erhöhen, wodurch sie auch für das beabsichtigte Abdichten von Wirkung sind.

Das Schaltergehäuse kann eine durch es in Trennrichtung der Teile der Gießform hindurchgehende Bohrung aufweisen. Diese wird beim Spritzgießen mit dem elastischen Material gefüllt, wodurch als zusätzliches Segment ein eingebettetes Ankerseg­ ment gebildet wird, das sich in der genannten Trennrichtung erstreckt und integral an einem Ende mit dem ringförmigen Dichtteil verbunden ist. Dies ist insbesondere für Fälle von Vorteil, in denen an der Oberfläche des Schaltergehäuses kein Raum zum Überbrücken gegenüberliegender Kanten des ringförmigen Dichtteils vorhanden ist, z. B. wegen Montage von Kontakten dicht an der Oberfläche. Ein solches Ankerele­ ment ist eine andere vorteilhafte Ausführungsform.

Darüber hinaus kann die Bohrung so ausgebildet sein, daß sie einen Knick zwischen ihren Enden aufweist, wodurch auch ein schulterförmiger Knick in Längserstreckungsrichtung des in der Bohrung aus elastischem Material ausgebildeten Ankerseg­ ments entsteht. Diese Knickbereiche stehen in sperrendem Eingriff miteinander, wodurch das Ankersegment sicher in seiner Lage gehalten wird, was starken Widerstand gegen Kräfte in Trennrichtung der Teile der Gießform bewirkt, wo­ durch das ringförmige Dichtteil sicher in seiner Lage am Umfangsrand des Schaltergehäuses gehalten wird.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal, das zum Verhindern des Zerkratzens des gegossenen Gießgehäuses durch die Teile der Gießform beim Spritzgießen dient, wie auch zum Verhindern, daß ein Grat beim Spritzgießen am ringförmigen Dichtteil zu­ rückbleibt, besteht darin, daß das Schaltergehäuse mit ge­ eigneten Hinterschneidungen an denjenigen Flächen ausgebil­ det wird, die entsprechenden Flächen der Teile der Gießform entsprechen. Mit Hilfe dieser Hinterschneidungen kann ver­ hindert werden, daß die Teile der Gießform die mit ihnen in Berührung stehenden Flächen des Schaltergehäuses zerkratzen, wodurch verhindert wird, daß andernfalls auftretende abge­ kratzte Teilchen, die am Rand des Schaltergehäuses anhaften würden, den Dichteffekt verringern würden, oder die einen Grat am Dichtteil verursachen würden und die das Aussehen des Produkts beeinträchtigen würden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 perspektivische Explosionsdarstellung eines gekap­ selten elektrischen Schalters gemäß einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 Seitenansicht des Schalters mit Deckel;

Fig. 3 Draufsicht auf das Gehäuse des Schalters mit ent­ fernter Kontaktfeder;

Fig. 4 Querschnitt entlang der Linie X-X in Fig. 3;

Fig. 5 Seitenansicht eines gekapselten elektrischen Schal­ ters mit einer Änderung gegenüber obigem Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 6 Draufsicht auf das Schaltergehäuse gemäß Fig. 5;

Fig. 7 Seitenansicht einer Änderung des Ausführungsbei­ spiels von Fig. 5;

Fig. 8 Seitenansicht eines Schaltergehäuses gemäß einer weiteren Änderung obigen Ausführungsbeispiels;

Fig. 9 Draufsicht auf das Schaltergehäuse von Fig. 8;

Fig. 10 Querschnitt entlang der Linie Y-Y in Fig. 7;

Fig. 11 schematische Darstellung zum Veranschaulichen, wie ein Schaltergehäuse zwischen Teilen einer Gießform gehalten wird, um ein ringförmiges Dichtteil durch Spritzgießen am Umfang des Gehäuses anzuformen;

Fig. 12A bis 12C Teilseitenansichten für verschiedene Hin­ terschneidungen an Flächen eines Schaltergehäuses und eines Teils einer Gießform, die einander berühren;

Fig. 13 schematische Darstellung entsprechend der von Fig. 11, jedoch zum Veranschaulichen eines Problems, wie es durch die Erfindung gelöst wird.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein gekapselter elektrischer Schal­ ter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar­ gestellt. Es ist ein Miniaturschnappschalter. Er weist ein Gehäuse 10 mit einer im wesentlichen rechteckigen oberen Montagefläche auf, von der erhabene Blöcke 11, 12 und 13 hochstehen, während ein zusammenhängendes Band frei bleibt, das sich um den gesamten Rand der oberen Fläche erstreckt. Ein abnehmbarer Deckel 50 ist so an das Schaltergehäuse 50 angepaßt, daß sein Unterrand passend am gesamten oberen Um­ fang des Schaltergehäuses 10 angreift. Von den Ecken des Deckels 50 stehen elastische Flansche mit Löchern 52 nach unten weg, in die zugehörige Zapfen 15 an den Ecken des Ge­ häuses 10 eingreifen können, um den Deckel 50 genau zum Ge­ häuse 10 zu positionieren. Das Gehäuse 10 ist aus einem thermoplastischen Kunststoff, z. B. PBT (Poly-Butylen-Tere­ phtalat) mit integral angegossenen Trägern 20 bis 23 und An­ schlüssen 27 bis 29 gegossen. Der Deckel 50 ist aus demsel­ ben Kunststoff gegossen. Die Träger 20 und 21 stehen von den Blöcken 11 und 12 hoch, und an sie sind jeweilige Kontakte 24 bzw. 25 angeschweißt. Die anderen Träger 22 und 23 stehen vom Block 13 hoch und halten eine selbstvorgespannte Schnappfeder 30 mit einem beweglichen Kontakt 31 an ihrem einen Ende. In einer Lage, in der der Kontakt 31 den oberen Kontakt 24 berührt, befindet sie sich in stabiler Lage. Ein Betätigungsglied 55 erstreckt sich durch die obere Wand des Deckels 50 und sein unteres Ende berührt die Feder 30, um diese in eine Stellung zu bewegen, in der der Kontakt 31 den unteren Kontakt 25 bei Drücken des Betätigungsgliedes 55 be­ rührt. Das Betätigungsglied 55 wird von einer haubenförmigen Dichtung umgeben, die das Betätigungsglied 55 abgedichtet am Deckel 50 hält. Die oberen Enden der Anschlüsse 27 bis 29 sind integral in das Gehäuse 10 eingebettet und über die Träger 20, 21 und 23 mit den Kontakten 24, 25 bzw. 31 ver­ bunden.

Eine ringförmige Dichtung 40 ist durch Spritzguß an der obe­ ren Paßfläche des Schaltergehäuses 30 aus einem elastischen Material wie einem Polyethylenelastomeren angeformt, so daß es integral dort haftet, um eine durchgehende Umfangsdich­ tung zum unteren Ende des Deckels 50 zu bewerkstelligen. Wie in Fig. 11 dargestellt, dienen voneinander trennbare Gieß­ formteile 1 und 2 zum Halten des gegossenen Schaltergehäuses 10 zwischen sich, in welcher Stellung das elastische Mate­ rial um die obere Fläche des Gehäuses 10 gespritzt wird, um dort das integral anhaftende Ringdichtungsteil 40 zu erzeu­ gen. Die Feder 30 wird nach dem Angießen des Dichtungsteils 40 an den Trägern 22 und 23 befestigt. Durchgangslöcher 16 im Gehäuse 10 können (nicht dargestellte) Stifte der Gieß­ formteile 1 und 2 aufnehmen, um ein exaktes Positionieren des Gehäuses 10 zwischen den Formteilen 1 und 2 zu gewähr­ leisten. Wie in den Fig. 1, 3 und 11 dargestellt, verfügt das ringförmige Dichtteil 40 über Brückensegmente 41, die gegenüberliegende Enden des ringförmigen Dichtteils 40 in Trennrichtung (durch Pfeile in Fig. 11 dargestellt) der Gießformgehäuse 1 und 2 überbrückend miteinander verbinden, damit das ringförmige Dichtteil 40 genug Widerstand gegen die Trennkraft aufbringt, wie sie zum Zeitpunkt des Trennens der Gießformteile 1 und 2 auftritt, wodurch das Dichtteil fest am Außenumfang des Schaltergehäuses 10 haften bleibt. Dadurch kann verhindert werden, daß das ringförmige Dicht­ teil 40 vom Schaltergehäuse 10 zum Zeitpunkt des Herausneh­ mens des Gehäuses 10 aus den Gießformteilen 1 und 2 abgezo­ gen wird, sondern daß es vielmehr am Umfang des Gehäuses 10 haften bleibt, um eine durchgehende Dichtung guter Wirkung gegen den Deckel 10 während langer Betriebszeit sicherzu­ stellen. Beim Ausführungsbeispiel sind zwei Brückensegmente 41 vorhanden, jedoch kann auch ein einzelnes Brückensegment ausreichen, um das ringförmige Dichtteil genügend zu ver­ stärken.

Beim genannten Ausführungsbeispiel wird eine weitere Ver­ stärkung des ringförmigen Dichtteils durch ein zusätzliches Ankersegment 42 erzielt, das sich in eine Bohrung 17 im Ge­ häuse 10 in Trennrichtung der Gießformteile 1 und 2 er­ streckt, wie in Fig. 4 dargestellt. Die Bohrung 17 wird mit dem elastischen Material zum Zeitpunkt des Spritzgießens ge­ füllt, um dadurch das Ankersegment 42 auszubilden, das in das Gehäuse 10 eingebettet ist und mit seinem Ende integral mit dem ringförmigen Dichtteil 40 in einem Punkte 43 verbun­ den ist, wodurch das ringförmige Dichtteil 40 gegen trennen­ de Kräfte an seinem Ort gehalten wird. Die Bohrung 17 weist einen Knick zwischen ihren Enden auf, weswegen auch das re­ sultierende Ankersegment 42 eine entsprechende geknickte Schulter 44 aufweist, die in Eingriff mit dem zuvor genann­ ten Knick steht und dadurch das Ankersegment 42 fest hält, was den Widerstand des ringförmigen Dichtteils 40 gegen trennende Kräfte weiter verstärkt.

Um das Spritzgießen zu erleichtern, sind das Schaltergehäuse 10 und die Gießformteile 1 und 2 mit Hinterschneidungen 18A, 18B, 8A, 8B und 8C ausgebildet, wie in den Fig. 12A bis 12C dargestellt, die so zu den Trennrichtungen der Gießformteile 1 und 2 geneigt sind, daß das Gehäuse 10 einfach von den Gießformteilen 1 und 2 abgezogen werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß es von den Kanten der Gießformteile 1 oder 2 beschädigt wird. Dies ist insbesondere deswegen von Vorteil, da dann, wenn eine Beschädigung erfolgen würde, losgelöste Teilchen oder Pulver am oberen Umfang des Schal­ tergehäuses 10 liegenbleiben könnten und dort verhindern könnten, daß das Dichtteil angegossen werden könnte, und sie könnten den Dichteffekt verringern. Außerdem könnten ohne die Hinterschneidungen unerwünschte Grate am angegossenen Dichtteil entstehen. Die Hinterschneidungen können im we­ sentlichen gerade ausgebildet sein, wie bei 18A und 8A in Fig. 12A, oder gerundet, wie bei 18B und 8B in Fig. 12B dar­ gestellt. Alternativ kann eine obere Ecke des Gehäuses 10 in eine geneigte Kante 18C durch eine Hinterschneidung 8C am Gießformteil 1 eingedrückt werden, wenn die Gießformteile das Gehäuse umschließen.

Bei der beschriebenen Ausführungsform werden das oben ge­ nannte Brückensegment 41 und das Ankersegment 41 gemeinsam zum Verstärken des ringförmigen Dichtteils 40 verwendet. Je­ doch kann eines der Elemente zur Verstärkung ausreichen. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Abwandlung des obigen Ausführungs­ beispiels, bei der ein einziges Brückenelement 41A angeformt ist, um gegenüberliegende Enden eines ringförmigen Dicht­ teils 40A in Trennrichtung der Gießformteile zu überbrücken. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Deckel 50A so ausge­ bildet, daß er ein Paar mittlerer Flansche 51A mit Aufnahme­ löchern 52A für Schnappeingriff in Zapfen 15A in der Mitte des Gehäuses 10A aufweist. Andere Teile stimmen mit denen des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels überein und wei­ sen demgemäß gleiche Bezugszeichen auf, die allerdings mit dem Zusatz "A" versehen sind. Um sicheres Anhaften des Dich­ tungsteils noch weiter zu verbessern, kann ein Schalterge­ häuse 10A eine gestufte Umfangsfläche 19 aufweisen, an die das ringförmige Dichtteil durch Spritzguß angegossen wird.

Die Fig. 8 bis 10 veranschaulichen eine andere Abänderung, bei der das ringförmige Dichtteil 40B lediglich durch ein Ankersegment 42B mit einer Schulter 44B verstärkt ist, wel­ che Teile entsprechend wie oben beschrieben ausgebildet sind. Das Ankersegment 42B ist in das Schaltergehäuse 10B eingebettet und integral über ein Teil 43 mit dem ringförmi­ gen Dichtteil 10B auf ähnliche Weise verbunden, wie für obi­ ges Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie oben beschrieben kann das Ankersegment 43 ausreichende Verstärkung gegen Trennkräfte bewirken, wie sie auf das Dichtteil 40B wirken, wenn die Gießformteile voneinander getrennt werden. Daher kann es alleine dazu ausreichen, das ringförmige Dichtteil 40B an seinem Platz für sicheres Dichten gegen den Unterrand des Deckels zu halten.

Claims (6)

1. Gekapselter elektrischer Schalter mit:

• - einem gegossenen Schaltergehäuse (10) mit Kontakten (24, 25, 31) und Anschlüssen (27, 29);
• - einem getrennt ausgebildeten Deckel (50), der an das ge­ gossene Schaltergehäuse so angepaßt ist, daß die Umfangsrän­ der des Schaltergehäuses und des Deckels zueinander passen,;
• - und einem ringförmigen Dichtteil (40) um die an den Deckel angepaßte obere Umfangsfläche des Schaltergehäuses, um Dich­ tung zwischen dem Schaltergehäuse und dem Deckel zu bewerk­ stelligen, welches ringförmige Dichtteil durch Spritzgießen eines elastischen Materials an die genannte Oberfläche ange­ formt wird, während das Schaltergehäuse zwischen voneinander trennbaren Teilen (1, 2) einer Gießform gehalten wird,

dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Dichtteil minde­ stens ein zusätzliches integral angeformtes Segment (41, 42) aufweist, das sich in Trennrichtung der Teile der Gießform erstreckt und mit seinem Ende mit dem ringförmigen Dichtteil verbunden ist.

2. Gekapseltes elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß das zusätzliche Segment ein Brückensegment (41) ist, das gegenüberliegende Ränder des ringförmigen Dichtteils (40) in Trennrichtung der Teile (1, 2) der Gießform miteinander verbindet.

3. Gekapselter elektrischer Schalter nach einem der Ansprü­ che 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Segment ein Ankersegment (42) ist, das in eine im Schalter­ gehäuse (10) eingeformte Bohrung (17) eingebettet ist und sich durch diese in Trennrichtung der Teile (1, 2) der Gieß­ form erstreckt, wobei die Bohrung durch das durch Spritzgie­ ßen eingebrachte elastische Material ausgefüllt ist, wodurch sich das eingebettete Ankersegment in der genannten Trenn­ richtung erstreckt, und daß es integral mit einer Kante des ringförmigen Dichtteils (40) verbunden ist.

4. Gekapselter elektrischer Schalter nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bohrung (17) einen Knick (44) zwischen ihren Enden aufweist, wodurch ein entsprechender Knick im resultierenden Segment (42) ausgebildet wird, wel­ che Knickbereiche in Trennrichtung der Teile (1, 2) der Gießform aneinander liegen.

5. Gekapselter elektrischer Schalter nach einem der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltergehäuse (10) Hinterschneidungen (18A, 18B, 18C) an Flächen aufweist, die an die Teile (1, 2) der Gießform stoßen, um das Entneh­ men des Schaltergehäuses aus diesen Teilen zu erleichtern.