DE8028913U1

DE8028913U1 - Elektrisches Bauelement mit einer Isolationsummantelung

Info

Publication number: DE8028913U1
Application number: DE19808028913
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-30
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1981-02-26

Description

DR. ING. HANS LICHTI · DIPL."ING. HEINER LICHTI DIPL. PHYS. DR. JOST LEMPERT

PATENTANWÄLTE

D-7500 KARLSRUHE 41 (CRÖTZINCEN) · DURLAC H ER STR. 31 (HOCHHAUS)

TELEFON (0721) 48511

Peter Hofsäss 5802/80 Le

Strieiweg45 2fi.Qkt. iiiöd

D-7530 Pforzheim

Elektrisches Bauelement mit einer Isolationsummantelung

Die Neuerung betrifft ein elektrisches Bauelement, insbesondere Miniatu Thermoschalter mit einer Isolationsummantelung·

Es sind elektrische Bauelemente der genannten Art mit verschiedenartigsten Isolationsummantelungen bekannt. Beispielsweise ist ein Bauelement bekannt, das zunächst mittels einer Vergußmasse abgedichtet ist. Zur elektrischen Isolationsind aber ein Folienrohr, zusätzliche Schrumpfschläuche, Klebefolien od. dgl. zusätzlich vorgesehen. Nachteilig ist hierbei, daß die Vergußmasse, die im allgemeinen aus Epoxidharz besteht, sowohl mechanisch als auch thermisch nicht sehr beständig ist, was besonders wichtig ist, wenn ein solches elektrisches Bauelement, wie ein Thermoschalter, innerhalb der Wicklung eines Motors als Schutz· schalter für den Motor angeordnet sein soll. Es sind zwar auch Zementvergußmassen mit grundsätzlich höhrerer Beständigkeit bekannt, diese aber wiederum gewähren keine ausreichende Abdichtung, insbesondere

• ♦ · ··

-j 2 h :: : 5θθ2/βο

gegenüber Tränk lachen und gehen keine homogene Verbindung mit

der Kappe des Bauelements ein.

Es sind weitere Bauelemente bekannt, die durch aufgesinterten Epoxidharz eingekapselt sind. Diese Bauelemente weisen im wesentlichen die gleichen, schon genannten Nachteile auf. Derartige aufgesinterte Epoxid- |

harz-Ummantelungen springen insbesondere bei hohen Drücken. Ein wei- |

terer Nachteil besteht darin, daß die Beschichtung nicht gleichmäßig auf- |

bringbar ist und damit keine definierten Abmessungen des ummantelten |

Bauelements erreicht werden können. Dies wirkt sich insbesondere auf die |

Ansprechempfindlichkeit bei Temperaturschaltern aus. DieAnsprech- |

zeiten derart ummantelter Thermoschalter streut in viel zu großen |

Bereichen. t

Ein Bauelement mit einer weiterentwickelten Isolationsummantelung ist in der DE-OS 27 28 487 beschrieben. Hierbei handelt es sich um einen spritzgieß-ummantelten Temperaturrichter in Miniaturbauweise. Dieses elektrische Bauelement arbeitet weitgehend zufriedenstellend und weist eine weitgehend zufriedenstellende Ummantelung auf. Allerdings ist bei diesem bekannten Bauelement nicht nur die Aufbringung der Ummantelung recht aufwendig, problematisch - da auf das Bauelement ein hoher Druck aufgebracht wird - und personal intensiv, darüber hinaus ist auch die Hochspannungsprüfung bei einem derart fertig ummantelten Bauelement recht kostenintensiv, da die fertig ummantelten Bauelemente von Hand in ein Hochspannungsmeßgerät eingebracht werden muß. Schließlich weisen auch bei diesen bekannten Verfahren die einzelnen U mmantelungsf lachen zwar jeweils in sich eine weitgehend konstante Dicke auf. Die Dicke der Abdeckung kann aber ebenfalls von Bauelement zu Bauelement schwanken, wodurch Einflüsse auf die Ansprech empfindlichkeit insbesondere bei Thermoschaltern in nachteiliger Weise bewirkt werden, so daß die Bauelemente eine sehr hohe Streuung in ihrer Ansprechzeiten und Charakteristik aufweisen.

5802/80

Demgegenüber liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement mit einer Isolationsumhüllung zu schaffen, das eine hohe Dichtigkeit, insbesondere Tränklackdichtigkeit auch bei Vakuumtränkung, hohe mecha

nische und thermische Stabilitäten, soweit dies im besonderen Fall gewünscht wird, bis über 200 C hi
sprechcharakter i sti ken aufwei st.

wünscht wird, bis über 200 C hin, unter Gewährleistung definierter An-

s Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem elektrischen Bauelement

; dadurch gelöst, daß die Ummantelung einen aus einem Thermoplasten be-

I stehenden Gehäusetopf, in den der Körper des Bauelements eingesetzt

; ist, und einen mit diesem mittels einer UltraschalI-Schweißnaht verbun-

I denen, ebenfalls aus einem Thermoplasten bestehenden, vorgeformten

; Gehäusedeckel aufweist. Das neuerungsgemäße elektrische Bauelement

weist mit seiner Isolationsummantelung wesentliche Vorteile auf. Zu-

I nächst hat das neuerungsgemäße Bauelement eindeutig definierte Wand-

\ dicken. Weiterhin weist das Bauelement eine hohe mechanische und eine

f hohe thermische Stabilität auf. Das neuerungsgemäße Bauelement ist

\ automatisch zur Hochspannungsprüfung zuführbar, indem es aufgrund

\ immer gleicher Form in vorgegebener fixierter Form zur Hochspannungs-

1 prüfung zugeführt werden kann. Durch das neuerungsgemäße Bauelement

I werden wesentliche Probleme des Standes der Technik überwunden, ins-

I besondere auch dadurch, daß das neuerungsgemäße Bauelement eine Iso-

s lationsummantelung aus vorgefertigten Thermoplastteilen aufweist, die

I sicher und zuverlässig eine UltraschalI-Schweißnaht aufweisen, die eine

j .zuverlässige Abdichtung gewährleistet. Durch die definierten Abmessun

gen wird nicht nur eine definierte Ansprechcharakteristik erreicht, sondern darüber hinaus ist das Bauelement auch in enge, genau bestimmte und vorgeformte Bohrungen ohne jegliche Probleme einsetzbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Neuerung ist vorgesehen, daß an den Gehäuseteilen je ein Ansatz ausgebildet ist, wobei die Ansätze Anschlußdrähte des Bauelements eng umschließen. Das neue-

rungsgemäße Bauelement weist in dieser Ausgestaltung eine zuverlässige Zugentlastung für die Anschlußdrähte auf. Durch die vorgesehenen Ansätze werden die Anschlußdrähte so festgehalten, daß bei Ausübung eines Zuges auf die Anschlußdrähte dieser nicht auf die Lötstellen der Anschlußdrähte an den Bauelementekörper übertragen werden, sondern vielmehr die Zugkräfte durch die in den Ansätzen gehaltenen Anschlußdrähte selbst aufgenommen werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eines der Gehäuseteile einen Befestigungsansatz aufweist und insbesondere daß der Befestigungsansatz einen Durchbruch aufweist. Hierdurch kann das Bauelement in einfacher Weise festgeschraubt werden. Der Befestigungsansatz kann aber grundsätzlich in vielfältiger Weise ausgestaltet sein, beispielsweise zylinderförmig und selbst mit einem Gewinde versehen sein, so daß das Bauelement mit dem Gewindeansatz einschraubbar ist.

Gemäß bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Gehäuseteüe aus Pol^phenylsulfid oder Polyphenyl oxid bestehen und ggfs. durch Glasfasern verstärkt sind. Für die Ummantelung des neuerungsgemäßen Bauelemente steht je nach Anforderungen eine Vielzahl von Materialien zur Verfügung, beispielsweise können preiswerte, weniger temperaturbeständige Materialien gewählt werden oder aber hochtemperaturbeständige Materialien, die ggfs. etwas teuerer sind, dafür aber auch lösungsmittelbeständig sind. Dadurch kann das neuerungsgemäße Bauelement an verschiedenartigsten Stellen eingesetzt werden, was insbesondere bei Thermoschaltern wichtig ist. Es können Thermoschalter an Stellen eingesetzt werden, wo sie eigentlich notwendig sind, aufgrund mangelhafter Umhüllungen aber bis heute nicht eingesetzt werden konnten, oder aber dort nicht zuverlässig arbeiten oder schon nach kurzer Zeit wieder ausgewechselt werden mußten, weil die Umhüllung Zersetzungserscheinungen aufwies. Insbesondere Polyfrenylsulfid ist ein äußerst vorteilhaftes Material für die

5802/30

Gehäuseteile, da es air· Formmassen oder Überzugsmaterial Temperaturen von weit über 200 C aufnehmen kann und darüber hinaus ein ideales elektrisches Isoliermaterial ist sowie auch allen Beständigkeitsanforderungen genügt. Das Bauelement weist mit seiner neuerungsgemäßen Ummantelung vor allem auch eine homogene Verbindung der miteinander verbundenen Gehäuseteile auf. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beliebige Sonderformen und komplizierte Formen für die Gehäuseteile vorsehbar sind, soweit dies bei einem Gerät vorhandenen Bohrungen notwendig ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Neuerung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in derein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

Figur 1 ein elektrisches Bauelement, nämlich ein Miniatur-Temperaturschalter in einem neuerungsgemäßen Gehäuse, wobei das Gehäuse geschnitten ist; und

Figur 2 eine Sicht entlang der Linie Il - Il der Figur 1 mit einem

Schnitt des Ansatzes für die Anschlußdrähte.

Das in der Figur 1 dargestellte elektrische Bauelement ist ein Miniatur-Thermoschalter 1, der selbst grundsätzlich in jeder beliebigen Weise ausgebildet sein kann. Der Bauelementskörper weist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Form eines flachen Zylinders auf. Der Bauelementekörper 2 ist in einem Gehäusetopf 3 eingesetzt, der in der Figur 1 im Schnitt dargestellt ist. Auf den Gehäusetopf 3 ist ein Gehäusedeckel 4 aufgenetzt. Gehäusetopf 3 und Gehäusedeckel 4 sind insbesondere über ihre gesamten waagerechten Berührungsflächen hin durch eine UI traschall-Schweißnaht 5 den Bauelementekörper 2

eindichtend miteinander verbunden. Die beiden Gehäuseteile 3 und 4 bestehen aus einem Thermoplast. Sowohl am Gehäusetopf 3 als auch

5802/80

am Qehäusedeckel 4 ist jeweils ein Ansatz 6 bzw. 7 angeformt. Jeder Ansatz weist im Schnitt halbbogenförmige Durchbrüche 8 bzw. 9 auf, die miteinander fluchtend ausgebildet sind und durch die Anschlußdrähte des Bauelements herausgeführt sind.

Der Gehäusedeckel 4 weist einen von seinem Rand 11 zurückgesetzten Umfangsflansch 12 auf. Der Umfangsflansch 12 ist gerade soweit zurückgesetzt, daß er beim Aufsetzen des Qehäusedeckels 4 auf den Gehäusetopf 3 innerhalb des Umfangsrandes 13 des Gehäusetopfes 3 zum Einsatz kommt und mit diesem formschlüssig zusammenwirkt. Insbesondere aus Figur 2 ist ersichtlich, daß die Ansätze 6 und 7 sich nicht nur von den Durchbrüchen 8 und 9 gesehen nach außen hin berühren und dort durch die Ultraschal !-Schweißnaht 5 miteinander verbunden sind, sondern daß sich die beiden Ansätze 6 und 7 aus dem mittleren Bereich zwischen den zwei gezeigten Durchführungen in den Ansätzen 6 und

durch die Anschlußdrähte 10 trennende Rippen 14 und 15 berühren. Durch diese Ausgestaltung der Ansätze 6 und 7 werden die Anschlußdrähte 10 zwischen den Ansätzen 6 eingepaßt, so daß die Ansätze als Zugentlastung für die Anschlußdrähte wirken, d.h. ein außen auf die Anschluß drähte 10 ausgeübter Zug wird nicht auf die Lötstellen der Anschlußdrähte 10 am Gehäusekörper 2 übertragen, sondern vielmehr durch due zwischen den Ansätzen 6, 7 fest eingeklemmten Anschlußdrähten selbst aufgenommen. Wie aus der Zeichnung weiterhin ersichtlich ist, ist der Gehäusedeckel mit einem Senkloch 16 im Bereich der Rippe 15 des Ansatzes 7 versehen, während auf der Rippe 14 des Ansatzes 6 ein kleiner Zapfen 16 vorgesehen ist. Während nämlich der Umfangsflansch 12 des Gehäusedeckels 4 eine Positionierung des Gehäusedeckels 4 relativ zum Gehäusedeckel 3 oder auch zum Bauelementekörper 2 in translator!scher Hinsicht bewirkt, wird bei Aufsetzen des Gehäusedeckels 4 auf den Gehäusetopf 3 durch die Senkloch-Zapfen-Anordnung eine winkel mäßige Positionierung des Gehäusedeckels 4 rela-

'μ",,¹ ' ,!Λ.⁵·*·" 5802/80

tiv zum Gehäusetopf 3 bewirkt, so daß tatsächlich die beiden Ansätze 6 und 7 genau übereinander zu liegen kommen und die Anschlußdrähte des Bauelements genau in den Durchbrüchen einklemmen können.

Aus der Figur 1 ist ersichtlich, daß am eigentlichen Gehäusekörper bzw. genau dem Gehäusetopf 3 ein Ansatz 18 vorgesehen ist, mit dem das Bauelement 1 befestigbar ist. Der Ansatz 18 weist jm dargestellten Ausführungsbeispiel einen Durchbruch 19 auf, durch den beispielsweise eine Schraube gesteckt werden kann, um das Bauelement 1 festzuschrauben. Der dargestellte Befestigungsansatz 18 ist nur bei spielhaft zu verstehen, Befestigungsansätze können in vielfältiger Ausgestaltung und an verschiedenen Stellen des Bauelementegehäuses vorgesehen sein; beispielsweise kann auch ein Befestigungsansatz selbst ein Schraubgewinde aufweisen, so daß das Bauelement mittels Verschrauben befestigt werden kann.

Es wurde schon festgestellt, daß das Gehäuse aus einem Thermoplasten besteht. Ein besonders geeigneter Thermoplast ist Pol}phenylsulfid.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Neuerung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Neuerung in ihren verschiedenen Ausführungeformen wesentlich sein.

Claims

DR. ING. HANS LICHTI · DIPL.'ING. HEINER LICHTI DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT PATENTANWÄLTE D-7500 KARLSRUHE 41 (G ROTZ I N C EN > · DURLACHER STR. 31 (HOCHHAUS) TELEFON (0721) 46511 Peter Hofsäss 5802/80 Le Strietweg 45 D-7530 Pforzheim Schutzansprüche

1. Elektrisches Bauelement, insbesondere Miniatur-Thermoschalter mit einer Isolationsummantelung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (3, 4) einen aus einem Thermoplasten bestehenden Gehäusetopf (3) , in den der Körper (2) des Bauelements eingesetzt ist, und einen mit diesem mittels einer Ultraschall-Schweißnaht (5) verbundenen, ebenfalls aus einem Thermoplasten bestehenden, vorgeformten Gehäusedeckel (4) aufweist.

2. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (4) einen zurückgesetzten Umfangsflansch (12) aufweist, der im Umfangsrand (13) des Gehäusetopfes (3) formschlüssig eingreift.

3. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gehäuseteilen (3, 4) je ein Ansatz (6, 7) ausgebildet ist, wobei die Ansätze (6, 7) Anschlußdrähte (10) des Bauelements (1) eng umschließen.

- 2, r¹ ',, ' 5802/80

4. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (6, 7) sich in ihrem mittleren Bereich durch die Anschlußdrähte (10) trennende Rippen (14, 15) berühren.

5. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (15) des Ansatzes (7) eines Gehäuseteils (4) mit einem Senkloch (16) und die Rippe (14) des Ansatzes (6) des anderen Gehäuseteils (3) mit einem in das Senkloch (16) eingreifenden Zapfen (17) versehen ist.

6. Elektrisches Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Gehäuseteile (3, 4) einen Befestigungsansatz (18) aufweist.

7. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsansatz (18) einen Durchbruch (19) aufweist.

8. Elektrisches Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (3, 4) aus Polyphenylsulfid bestehen.

9. Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (3, 4) aus Polyphenytoxid bestehen.

10. Elektrisches Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsummantelung (3, 4) mittels Glasfasern verstärkt ist.