DE4341087A1 - Abgedichtete Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen, mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten Spulenkörper, in dem ein Schaltteil geführt und der mit einer Wicklung eines Leiters versehen ist, der mittels einer Halteeinrichtung mit Kontaktteilen einer Steckerplatte verbunden ist, die unter Beibehalten eines Abstandes mittels eines Steckeinsatzes auf der Außenumfangsfläche des Gehäuses aufgesetzt ist.

Dahingehende Schaltvorrichtungen, die man auch als Schaltmag­ nete bezeichnet, sind bekannt und auf dem Markt frei erhält­ lich. Das Schaltteil ist im wesentlichen aus einem rohrför­ migen Bolzen gebildet, der bei elektrischer Erregung der Spule über einen an die Steckerplatte anschließbaren Gerätestecker eine vorgebbare Wegstrecke zurücklegt und hierbei einen Schaltvorgang auslöst, beispielsweise bei einem Ventil zum Absperren und Führen von Fluidströmen. Werden diese bekannten Schaltvorrichtungen in Bereichen mit hoher Feuchtigkeit einge­ setzt, wie sie sich u. a. auch bei der Schwitzwasser- und Kondensatbildung ergibt, dringt die Feuchtigkeit ins Gehäuse­ innere, insbesondere zu dem Spulenkörper mit der Wicklung vor und führt dort mit Einsetzen der Korrosion zu einem Unbrauch­ barwerden der Schaltvorrichtung. Es ist zwar schon vorge­ schlagen worden, zur Umgehung dieses Problems das Gehäuse der Schaltvorrichtung vollständig mit einer die Feuchtigkeit abhaltenden Kunststoff-Vergußmasse zu umgeben, was jedoch zu sehr groß aufbauenden Schaltvorrichtungen führt, die für den Einsatz in der Fahrzeugtechnik, wo grundsätzlich nur wenig Einbauraum zur Verfügung steht, nicht geeignet sind. Darüber­ hinaus führt ein Umgießen des Schaltgehäuses mit der Stecker­ platte zu einem unschönen Aussehen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine möglichst klein aufbauende Schaltvor­ richtung zu schaffen, die insbesondere für den Einsatz in der Fahrzeugtechnik geeignet ist und die dennoch auch bei hoher Feuchte funktionssicher im Betrieb ist. Diese Aufgabe löst eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 der Steckeinsatz für die Anlage eines ringförmigen Dichtteiles eine Anlagefläche aufweist, die mit einem vorgebbaren axialen Überstand über die der Außenumfangsfläche des Gehäuses zuge­ wandte Unterseite der Steckerplatte derart vorsteht, daß im Einbauzustand durch Verpressen des Dichtteiles zumindest der in Richtung des Spulenkörpers auftretende Spalt zwischen Steckerplatte und der Außenumfangsfläche des Gehäuses dichtend verschlossen ist, kann die Feuchtigkeit an der Stelle des Aufsatzes der Steckerplatte nicht mehr in das Gehäuseinnere und insbesondere nicht zu dem Spulenkörper mit der Wicklung gelangen.

Es hat sich gezeigt, daß ein Abdichten mit der Kunststoffver­ gußmasse nur im Bereich der aufgesetzten Steckerplatte, was ebenfalls mit einer Baureduzierung der Schaltvorrichtung einhergeht, nicht zu den gewünschten Resultaten führt. Obwohl die Spaltbildung im Bereich der Steckerplatte zwischen der Vergußmasse und der Außenumfangsfläche des Gehäuses ausgespro­ chen eng ist, reicht dieser dennoch aus, um einen fluidführen­ den schädigenden Zugang in das Innere des Gehäuses zu erlau­ ben. Erst mit der erfindungsgemäßen Maßnahme ist es möglich, die gewünschte Abdichtwirkung zu erreichen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung weist der Steckeinsatz ein Innengewinde und zwei Schneideinsätze auf, die jeweils mit einer Längsverzah­ nung versehen sind, und die voneinander durch eine Anlage­ schulter für die Aufnahme des Dichtteils getrennt sind, und die in der Steckerplatte angeordnete Längsverzahnung ist im Durchmesser größer als die im Gehäuse angeordnete Längsverzah­ nung. Hierdurch läßt sich der Steckeinsatz bei einfacher Herstellung sowohl mit der Steckerplatte als auch anschließend zusammen mit der Steckerplatte mit dem Gehäuse der Schaltvor­ richtung fest verbinden. Aufgrund der Längsverzahnung läßt sich mit einem einfach zu bewerkstelligenden Preßvorgang die feste Verbindung von Steckerplatte mit Gehäuse über den Steck­ einsatz erreichen. Über das Innengewinde des Steckeinsatzes läßt sich der zugeordnete Gerätestecker für das Ansteuern der Schaltvorrichtung mit den Kontaktteilen der Steckerplatte dauerhaft aber lösbar anschließen. Aufgrund der verbreiterten Längsverzahnung im Bereich der Steckerplatte ist ein Gegenhalt des Steckeinsatzes in der Steckerplatte gebildet, was das Ein­ pressen der anderen Längsverzahnung in das Gehäuse der Vor­ richtung erleichtert.

Es liegt noch im Bereich der Erfindung, anstelle der angespro­ chenen Längsverzahnung den Steckeinsatz mit einem Außengewinde zu versehen und anstelle des Einpreßvorganges die Verbindung von Steckerplatte mit Gehäuse mittels dem Außengewinde herzu­ stellen. Auch in diesem Fall würde der Steckeinsatz nunmehr mit seinem Außengewinde eine Anlagefläche für ein Dichtteil ausbilden, die mit einem axialen Überstand über die Unterseite der Steckerplatte übersteht.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Steck­ einsatz mit einem als Masseanschluß dienenden Kontaktteil der Steckerplatte verbunden und durchgreift, insbesondere den Masseanschluß in leitender Form. Hierdurch kommt es zu einem verbesserten Masseanschluß der masseleitenden Bauteile der Schaltvorrichtung.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Schaltvorrichtung ist zwischen dem Boden des Gehäuses und dem Spulenkörper nebst einem Spalt ein Ring­ flansch vorhanden, der die Auflagefläche für ein weiteres ringförmiges Dichtteil bildet, das mittels einer Vergußmasse verpreßt, die zwischen Gehäuse und Spulenkörper einbringbar ist, den Spalt dichtend verschließt. Hierdurch ist eine weite­ re mögliche Eintrittstelle für Feuchtigkeit im Bereich des Gehäusebodens sicher abgedichtet, wobei der sichere Dichtab­ schluß dadurch zustande kommt, daß beim Ausspritzen oder Ausgießen des Inneren des Gehäuses mit Kunststoffmaterial dieses den Dichtring in seine dichtende Stellung gegen den Ringflansch verpreßt und nach Erstarren der Vergußmasse dort auch hält.

Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ist zwischen dem Spulen­ körper und einem aufsetzbaren Gehäusedeckel von einer Verguß­ masse freigelassen und dem Schaltteil zugewandt, ein Ringspalt für die Aufnahme eines weiteren ringförmigen Dichtteiles vorhanden, das von dem aufgesetzten Gehäusedeckel in seine, das Innere des Spulenkörpers gegenüber der Umgebung abdichten­ de Lage verpreßt ist. Aufgrund dieses weiteren Dichtteiles läßt sich der Spalt zwischen dem bolzenförmigen Schaltteil und dem Innenumfang des Spulenkörpers gegenüber der Umgebung sicher abdichten, so daß trotz erheblicher Einsparung an Vergußmasse, insbesondere in Verbindung mit den anderen Dicht­ teilen nunmehr ein hermetischer Abschluß des Inneren der Schaltvorrichtung vor Feuchtigkeit gegeben ist. Besonders kostengünstig ist es, das jeweilige Dichtteil aus einem Runddichtring, insbesondere aus einem O-Ring zu bilden.

Die Schaltvorrichtung wird nun im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert.

Es zeigen in prinzipieller Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die obere Hälfte der Schaltvorrichtung;

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Stirnansicht der Schaltvorrichtung gemäß Fig. 1.

Die Schaltvorrichtung weist einen Spulenkörper 10 aus Kunst­ stoffmaterial auf. Der Spulenkörper 10 hat endseitig zwei ringförmige Flansche 12, zwischen denen sich das Wicklungspa­ ket 14 eines Leiters 16 erstreckt, welches in der Fig. 1 nur schematisch wiedergegeben ist. In dem Spulenkörper 10 ist ein Schaltteil (nicht dargestellt) geführt in Form eines sogenann­ ten Polrohres. Mit dem Schaltteil lassen sich, bei Betätigung der Schaltvorrichtung, Ventile ansteuern und damit deren Schaltstellung bestimmen.

Der Spulenkörper 10 ist von einem im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Gehäuse 18 aus metallischem Werkstoff umgeben.

Der Ringflansch 12 des Spulenkörpers 10, der der Umgebung zugewandt ist, bildet eine Ringplatte 20 (Fig. 2) aus, die mit einer an sie angeformten Halteeinrichtung 22 eine stirnseitige nutförmige Ausnehmung 24 im Gehäuse 18 durchgreift, wobei sowohl die Ringplatte 20 als auch die Halteeinrichtung 22 zumindest teilweise längs ihrer Außenkontur einen Radialspalt 26 zu den ihnen zugewandten Gehäuseteilen 18 freilassen, der mit einer Kunststoffvergußmasse 28 ausspritzbar ist. Zur Zentrierung der Ringplatte 20 innerhalb des Innenumfanges des Gehäuses 18 kann diese über längs ihres Außenumfanges vorste­ hende Radialvorsprünge 30 auf Abstand und mittenzentriert für das Umgießen oder Umspritzen mit der Vergußmasse 28 gehalten werden. Die Radialvorsprünge 30 sind so bemessen, daß sie die Halteeinrichtung 22 für das Einlegen in die Umgieß- oder Umspritzform ausreichend genau zentrieren. Nach dem Einlegen in die Form entsteht aber ein Spalt zwischen Gehäuse 18 und Halteeinrichtung 22. Die Halteeinrichtung 22 weist ein Mittel­ stück 32 auf, das als eben verlaufende Platte ausgebildet ist, und die radial über die nutförmige Ausnehmung 24 vorsteht.

Die Halteeinrichtung 22 weist endseitig an dem plattenförmigen Mittelstück 32 zwei zapfenartige Verlängerungen 34 auf, um die herum die Enden des Leiters 16 gewickelt sind, um eine feste Verbindung des Leiters 16 mit der Halteeinrichtung 22 zu gewährleisten. Für die weitere Führung des Leiters 16 sind auf der Oberseite des Mittelstückes 32 im jeweils äußeren Bereich zwei Paare an Stegen 36 vorgesehen, die jeweils über eine Aufnahme mit einem V-förmigen Querschnitt verfügen, in die der Leiter 16 einlegbar ist. Mittig auf dem Mittelstück 32 ange­ ordnet und zwischen zwei unmittelbar benachbart gegenüberlie­ gend angeordneten Stegen 36 der Halteeinrichtung 22 ist eine Führungseinrichtung (nicht näher dargestellt) vorgesehen, mittels der der Leiter 16 im angesprochenen Bereich sich kreuzend und ohne sich an dieser Stelle zu berühren, zu dem Wicklungspaket 14 hinlaufend geführt ist.

Der Leiter 16 ist mittels der Halteeinrichtung 22 über eine vorgebbare Wegstrecke zwischen den jeweiligen Paaren an Stegen 36 derart geführt, daß er für eine unmittelbare Anlage mit zwei Kontaktteilen 38 einer Steckerplatte 40 von zumindest einer Seite aus, vorzugsweise jedoch von allen Seiten aus, frei zugänglich ist. Das jeweilige Kontaktteil 38 der Stecker­ platte 40 weist ein dachartiges Verbindungsstück 42 auf, das von oben her auf das Leiterstück zwischen den beiden Stegpaa­ ren 36 aufsetzbar ist. Die beiden freien Schenkelstücke eines jeden Verbindungsstückes 42, die den Leiter 16 innerhalb der Halteeinrichtung 22 umfassen, lassen sich zusammendrücken und anschließend miteinander verschweißen, wobei eine leitende Verbindung zwischen dem jeweiligen Kontaktteil 38 und dem zugeordneten Leiterstück des Leiters 16 zustandekommt. Die dachartigen Verbindungsstücke 42 sind jeweils nach außen zu der jeweiligen Verlängerung 34 hin versetzt angeordnet und mit jeweils einer ebenen Kontaktbahn 44 verbunden, auf der senk­ recht zu ihr angeordnet und mit ihr verbunden eine Stecker­ fahne 46 der Steckerplatte 40 vorhanden ist, die über die Oberseite der Schaltvorrichtung hinaussteht. Eine dahingehende Kontaktbahn 40 ist in der Fig. 1 nur für den ebenfalls als Steckerfahne 46 ausgebildeten Masseanschluß dargestellt, der ebenso wie die übrigen Steckerfahnen 46 nach oben steht, und für den Anschluß an weibliche Steckerteile eines Geräte­ steckers (nicht dargestellt) für die spätere Stromzufuhr vorgesehen ist.

Alle Kontaktbahnen 44 sowie Steckerfahnen 46 lassen sich aus einer ebenen Platine ausschneiden oder ausstanzen und werden anschließend mit dem Kunststoffmaterial der Steckerplatte 40 umgossen. Die Steckerplatte 40 weist im wesentlichen mittig einen Steckeinsatz 48 auf, der in der Art einer Büchse ausge­ bildet ist. Mittels dieses Steckeinsatzes 48 läßt sich die Steckerplatte 40 unter Beibehalten eines Abstandes auf der Außenumfangsfläche 50 des Gehäuses 18 aufsetzen. Der Steckein­ satz 48 weist für die Anlage eines ringförmigen Dichtteiles 52 eine Anlagefläche 54 auf, die mit einem vorgebbaren axialen Überstand (Fig. 1) über die der Außenumfangsfläche 50 des Gehäuses 18 zugewandte Unterseite 56 der Steckerplatte 40 derart vorsteht, daß im in der Fig. 1 dargestellten Einbau­ zustand durch Verpressen des Dichtteiles 52 der in Richtung des Spulenkörpers 10 auftretende Ringspalt 58 zwischen der Steckerplatte 40 und der Außenumfangsfläche 50 des Gehäuses 18 dichtend verschlossen ist.

Wie insbesondere die Fig. 1 weiter zeigt, weist der Steckein­ satz 48 ein Innengewinde 60 und zwei voneinander in axialer Richtung getrennte Schneideinsätze 62 und 64 auf, die jeweils mit einer Längsverzahnung versehen sind. Die Schneideinsätze 62 und 64 sind voneinander durch eine Anlageschulter, die die Anlagefläche 54 bildet, für die Aufnahme des Dichtteils 52 voneinander getrennt, wobei der in der Steckerplatte 40 ange­ ordnete Schneideinsatz 62 im Durchmesser größer ist als der im Einbauzustand im Gehäuse 18 angeordnete Schneideinsatz 64. Um einen festen Halt des Steckeinsatzes 48, sowohl im Metallge­ häuse 18 als in der aus Kunststoff bestehenden Steckerplatte 40 zu erreichen, weisen diese entsprechende Vorbohrungen auf, die im Durchmesser jedoch geringfügig kleiner gehalten sind als die Außendurchmesser der zugeordneten Längsverzahnungen der Schneideinsätze 62 und 64.

Das Innengewinde 60 ist Teil einer Schraubverbindung, die die Steckerplatte 40 zwecks Stromanschluß mit einem Gerätestecker (nicht dargestellt) mit diesem eingeht. Der Steckeinsatz ist mit dem als Masseanschluß dienenden Kontaktteil 44 der Steckerplatte 40 verbunden und durchgreift insbesondere den angesprochenen Masseanschluß in leitender Form. Die Unterseite 56 der Steckerplatte 40 kann also auch durch die Unterseite des Kontaktteiles 40 des Masseanschlusses mit gebildet sein. Zum Herstellen der Verbindung von Steckerplatte 40 mit dem Gehäuse 18 ist vorzugsweise der Steckeinsatz 48 bereits in die Steckerplatte 40 eingebracht und wird anschließend zusammen mit dieser gegen das Gehäuse 18 zumindest so lange verpreßt, bis ein sicherer Halt des unteren Schneideinsatzes 64 in dem Gehäuse 18 gewährleistet ist und darüberhinaus eine sichere dichtende Verpressung des Dichtteiles 52 stattgefunden hat. Bei dieser Art der Verpressung kann der innere untere Rand des Dichtteils 52 noch etwas in den Spalt 58 zwischen Gehäuse 18 und demjenigen Teil der Anlageschulter 54, die in die Gehäuse­ bohrung hineinragt, eingedrückt sein.

Wie die Fig. 1 ferner zeigt, ist zwischen dem Boden 66 des Gehäuses 18 und dem Spulenkörper 10 neben dem Ringflansch 12 ein Spalt 68 vorhanden, wobei der Ringflansch 12 über einen ringförmigen Absatz die Auflagefläche 70 für ein weiteres ringförmiges Dichtteil 72 in Form eines O-Ringes bildet, das mittels der Vergußmasse 28 verpreßt, die zwischen dem Gehäuse 18 und dem Spulenkörper 10 einbringbar ist, den Spalt 68 dichtend verschließt.

Zwischen dem Spulenkörper 10, insbesondere dem vorderen Ring­ flansch 12 und einem in der Fig. 1 teilweise dargestellten aufsetzbaren Gehäusedeckel 74 ist von der Vergußmasse 28 freigelassen und dem Schaltteil (nicht dargestellt) zugewandt, für die Aufnahme eines weiteren ringförmigen Dichtteiles 76 in Form eines O-Ringes ein Ringspalt 78 vorhanden, das von dem aufsetzbaren Gehäusedeckel 74 in seine, das Innere des Spulen­ körpers 10 gegenüber der Umgebung abdichtende Lage verpreßt ist. Um das Einlegen des Runddichtringes 76 in die Schaltvor­ richtung zu erleichtern, kann es vorgesehen sein, daß der vordere Ringflansch 12 einen ringförmigen Absatz 80 aufweist, in den der Dichtring 76 vorläufig einlegbar ist.

Die Vergußmasse 28 schließt bündig mit der Oberseite der Steckerplatte 40 ab und bildet eine Art Aufsatz 82, der seit­ lich mit sich erweiternden Randflächen 84 sich auf der Um­ fangsfläche 50 des Gehäuses abstützt. Ferner deckt die Verguß­ masse 28 den vorderen Ringflansch 12 ab sowie das Mittelstück der Halteeinrichtung 22 zwischen der Ringplatte 20 und dem Mittelstück 32 (nur in Fig. 1 dargestellt). Hierbei ist der Ringspalt 26 (Fig. 2) ebenfalls von der Vergußmasse 28 ausge­ füllt. Wie insbesondere die Fig. 1 zeigt, sind auch die radial umlaufenden Hohlräume zwischen dem Gehäuse 18 und dem Spulen­ körper 10 mit dem Wicklungspaket 14 von der Vergußmasse 28 vollständig ausgefüllt. Um das Eingießen oder Einspritzen der Vergußmasse 18 in diese Hohlräume zu erleichtert, können auf der Oberseite des Gehäuses 18 vereinzelte Bohrungen 86 einge­ bracht sein. Die derart mit Kunststoffvergußmasse 28 versehene Schaltvorrichtung ist ästhetisch ansprechend und weist trotz der kleinen Baugröße eine vollständige Abdichtung aller rele­ vanten Bereiche auf.

Claims (6)

1. Schaltvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Venti­ len, mit einem Gehäuse (18) und einem darin angeordneten Spulenkörper (10), in dem ein Schaltteil geführt und der mit einer Wicklung (14) eines Leiters (16) versehen ist, der mittels einer Halteeinrichtung (22) mit Kontaktteilen (38) einer Steckerplatte (40) verbunden ist, die unter Beibehalten eines Abstandes mittels eines Steckeinsatzes auf der Außenumfangsfläche (50) des Gehäuses (18) aufge­ setzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckeinsatz (48) für die Anlage eines ringförmigen Dichtteiles (52) eine Anlagefläche (54) aufweist, die mit einem vorgebba­ ren axialen Überstand über die der Außenumfangsfläche (50) des Gehäuses (18) zugewandte Unterseite (56) der Steckerplatte (40) derart vorsteht, daß im Einbauzustand durch Verpressen des Dichtteiles (52) zumindest der in Richtung des Spulenkörpers (10) auftretende Spalt (58) zwischen Steckerplatte (40) und der Außenumfangsfläche (50) des Gehäuses (18) dichtend verschlossen ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Steckeinsatz (48) ein Innengewinde (60) und zwei Schneideinsätze (62, 64) aufweist, die jeweils mit einer Längsverzahnung versehen sind, und die voneinander durch eine Anlageschulter für die Aufnahme des Dichtteils (52) getrennt sind, und daß die in der Steckerplatte (40) angeordnete Längsverzahnung im Durchmesser größer ist als die im Gehäuse (18) angeordnete Längsverzahnung.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steckeinsatz (48) mit einem als Masse­ anschluß (46) dienenden Kontaktteil (44) der Stecker­ platte (40) verbunden ist, insbesondere den Masseanschluß (46) in leitender Form durchgreift.

4. Schaltvorrichtung nach einem dem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Boden (66) des Gehäuses (18) und dem Spulenkörper (10) nebst einem Spalt (68) ein Ringflansch (12) vorhanden ist, der die Auflage­ fläche (70) für ein weiteres ringförmiges Dichtteil (72) bildet, das mittels einer Vergußmasse (28) verpreßt, die zwischen Gehäuse (18) und Spulenkörper (10) einbringbar ist, den Spalt (68) dichtend verschließt.

5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spulenkörper (10) und einem aufsetzbaren Gehäusedeckel (74) von einer Vergußmasse (28) freigelassen und dem Schaltteil zuge­ wandt, ein Ringspalt (78) für die Aufnahme eines weiteren ringförmigen Dichtteiles (76) vorhanden ist, das von dem aufgesetzten Gehäusedeckel (74) in seine, das Innere des Spulenkörpers (10) gegenüber der Umgebung abdichtende Lage verpreßt ist.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das jeweilige Dichtteil (52, 72, 76) aus einem Runddichtring, insbesondere aus einem O-Ring, gebildet ist.