EP1101233A1 - Schaltgerät mit einem gehäuseunterteil als baueinheit und zugehöriges fertigungsverfahren - Google Patents

Schaltgerät mit einem gehäuseunterteil als baueinheit und zugehöriges fertigungsverfahren

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EP1101233A1
EP1101233A1 EP99947237A EP99947237A EP1101233A1 EP 1101233 A1 EP1101233 A1 EP 1101233A1 EP 99947237 A EP99947237 A EP 99947237A EP 99947237 A EP99947237 A EP 99947237A EP 1101233 A1 EP1101233 A1 EP 1101233A1
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EP
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iron core
switching device
housing part
lower housing
flow sensor
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EP99947237A
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EP1101233B1 (de
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Gerd Griepentrog
Reinhard Maier
Erich Zerbian
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Siemens AG
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Siemens AG
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/44—Magnetic coils or windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/36—Stationary parts of magnetic circuit, e.g. yoke

Definitions

  • Switchgear with a lower housing section as a structural unit and associated manufacturing process
  • the invention relates to a switching device with a solenoid serving as a switching drive, which comprises a fixed iron core and an excitation coil, both of which are arranged in a lower housing part as a structural unit.
  • a generic switching device is disclosed in DE 197 16 380 AI.
  • the iron core is housed on the floor in the interior of the lower part of the housing.
  • DE 82 07 239 UI it is known to cast a ring transformer with a covering made of a suitable plastic compound in order to achieve a compact structure of an entire unit, consisting of a ring transformer, switch, terminal box and connecting lines.
  • DE 295 19 091 UI describes a housing arrangement for encapsulating an electronic component, in particular a transformer, which is connected to a protective element against overcurrent.
  • a PTC element is placed together with the structural unit in a casting compound, e.g. made of epoxy resin, potted.
  • DE 26 48 546 C2 also discloses a structural unit in which the windings of a transformer and its PTC resistor are embedded in a casting compound.
  • the invention has for its object to improve a switching device of the above type in such a way that the lower housing part as a structural unit consisting of iron core, coil and possibly.
  • Flow sensor and control electronics is inexpensive to manufacture.
  • the object is achieved in that the iron core and the
  • Coil are embedded in potting compound, through which the lower housing part is formed.
  • potting compound through which the lower housing part is formed.
  • a flow sensor is arranged in a recess in the iron core and is electrically connected to control electronics, the flow sensor and the control electronics being embedded in the casting compound.
  • the invention is based on the object of specifying a method for producing a switching device which has an electromagnet which serves as a switching drive and which comprises a fixed iron core and an excitation coil, both of which are arranged in a lower housing part.
  • This object is achieved in that the iron core and the magnetic coil are positioned in a mold and the mold is then cast with a casting compound.
  • the shape of a flow sensor lying in a recess in the iron core and a control electronics electrically connected to it are additionally cast.
  • the potting is advantageously designed as a lower housing part, and the shape has corresponding inner contours.
  • a lower housing part 1 of a switching device which essentially has an E-shaped iron core 2 with a coil 4 arranged over its inner leg 3, has a flow sensor 5 and control electronics 6.
  • the components mentioned are embedded in a casting compound 7, which also forms the housing of the lower housing part 1.
  • the flow sensor 5 is arranged in a recess 8 of the iron core 2 and is used to measure the magnetic flux in the iron core 2. It is electrically connected to the control electronics 6, which is likewise arranged in the sealing compound 7.
  • the lower housing part has laterally projecting webs 9, which are provided with fastening bores 10, so that the switching device can be screwed onto the lower housing part 2.
  • a socket 11 with a thread for fastening an upper part of the switching device is embedded.
  • the lower housing part 1 can be manufactured inexpensively according to the following method.
  • the iron core 2 and the prefabricated coil 4 as well as possibly the control electronics 6 and the flow sensor 5 are positioned in a mold and then cast by the casting compound 7 in such a way that all of them
  • the sockets 11 and any necessary guides for an upper part of the switching device can also be positioned in the mold and cast in a joint casting.
  • the switching device described above can be manufactured cheaply and has a robust construction. It resists the effects of aggressive chemicals and is protected against corrosion. This results in good heat conduction from the iron core 2 and the coil 4 and good damping of mechanical vibrations by appropriate adjustment of the potting compound. With the likewise integrated flow measurement and control by installing a flow sensor 5 and control electronics 6, there are further advantages of the switching device which can be produced with a high degree of protection.

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Abstract

Das erfindungsgemässe Schaltgerät weist ein Gehäuseunterteil (1) auf, bei dem in einer als Gehäuse dienenden Vergussmasse (9) sowohl ein feststehender Eisenkern (2) und eine Spule (4) eines als Schaltantrieb dienenden Elektromagneten eingebettet sind. Gegebenenfalls kann mit dem Verguss zugleich ein Flusssensor (5) und eine Steuerelektronik (6) vergossen werden. Das Gehäuseunterteil (1) lässt sich mittels einer Form zur Positionierung der Komponenten kostengünstig fertigen.

Description

Beschreibung
Schaltgerät mit einem Gehäuseunterteil als Baueinheit und zugehöriges Fertigungsverfahren
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät mit einem als Schaltantrieb dienenden Elektromagneten, der einen feststehenden Eisenkern und eine Erregerspule umfaßt, die beide in einem Gehäuseunterteil als Baueinheit angeordnet sind.
Ein gattungsgemäßes Schaltgerät ist in der DE 197 16 380 AI offenbart. Der Eisenkern ist hier am Boden im Innenraum des Gehäuseunterteils untergebracht.
Aus der DE 82 07 239 UI ist es bekannt, einen Ringtransformator mit einer Umhüllung aus einer geeigneten Kunststoffmasse zu vergießen, um einen kompakten Aufbau einer ganzen Einheit, bestehend aus Ringtransformator, Schalter, Klemmkasten und Verbindungsleitungen zu erreichen. Die DE 295 19 091 UI be- schreibt eine Gehäuseanordnung zur vergossenen Aufnahme einer elektronischen Baueinheit, insbesondere eines Transformators, die mit einem Schutzelement gegen Überstrom verbunden ist. Ein PTC-Element wird gemeinsam mit der Baueinheit in einer Vergußmasse, z.B. aus Epoxydharz, vergossen. Auch die DE 26 48 546 C2 offenbart eine Baueinheit, bei der Wicklungen eines Transformators als auch dessen PTC-Widerstand in einer Gießmasse eingebettet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät der obengenannten Art dahingehend zu verbessern, daß das Gehäuseunterteil als Baueinheit, bestehend aus Eisenkern, Spule und ggf . Flußsensor und Steuerelektronik kostengünstig fertigbar ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Eisenkern und die
Spule in Vergußmasse eingebettet sind, durch die das Gehäuseunterteil gebildet ist. Um eine einfache Verbindung zwischen dem Gehäuseunterteil und einem Oberteil des Schaltgeräts herzustellen, ist es von Vorteil, wenn in dem Gehäuseunterteil Buchsen zur Befestigung eines Gehäuseoberteils eingegossen sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht, wenn in einer Ausnehmung des Eisenkerns ein Flußsensor angeordnet ist, der mit einer Steuerelektronik elektrisch verbunden ist, wobei der Flußsensor und die Steuerelektronik in der Verguß- masse eingebettet sind.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Schaltgeräts anzugeben, das einen als Schaltantrieb dienenden Elektromagneten aufweist, der einen feststehenden Eisenkern und eine Erregerspule umfaßt, die beide in einem Gehäuseunterteil angeordnet sind.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Eisenkern und die Magnetspule in einer Form positioniert werden und die Form anschließend mit einer Vergußmasse vergossen wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zusätzlich in der Form ein in einer Ausnehmung des Eisenkerns liegender Flußsensor sowie eine mit diesem elektrisch verbun- dene Steuerelektronik vergossen.
Vorteilhafterweise ist der Verguß als Gehäuseunterteil ausgebildet, und die Form weist entsprechende Innenkonturen auf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, betreffend den erfindungsgemäßen Aufbau des Schaltgeräts sowie sein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren, wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
In der Figur ist ein Gehäuseunterteil 1 eines Schaltgeräts dargestellt, das im wesentlichen einen E-förmigen Eisenkern 2 mit einer über seinen Innenschenkel 3 angeordneten Spule 4, einen Flußsensor 5 und eine Steuerelektronik 6 aufweist. Die genannten Komponenten sind in einer Vergußmasse 7 eingebettet, die zugleich das Gehäuse des Gehäuseunterteils 1 bildet. Der Flußsensor 5 ist in einer Ausnehmung 8 des Eisenkerns 2 angeordnet und dient zur Messung des magnetischen Flusses im Eisenkern 2. Er ist mit der ebenfalls in der Vergußmasse 7 angeordneten Steuerelektronik 6 elektrisch verbunden. Das Gehäuseunterteil weist seitlich vorragende Stege 9 auf, die mit Befestigungsbohrungen 10 versehen sind, so daß eine Ver- schraubung des Schaltgeräts über das Gehäuseunterteil 2 möglich ist. An der Oberseite des Gehäuseunterteils neben den außenliegenden Schenkeln des Eisenkerns 2 ist jeweils eine Buchse 11 mit einem Gewinde zur Befestigung eines Oberteils des Schaltgeräts eingebettet.
Das Gehäuseunterteil 1 läßt sich gemäß dem folgenden Verfahren kostengünstig fertigen. Der Eisenkern 2 und die vorgefertigte Spule 4 sowie ggf. die Steuerelektronik 6 und der Flußsensor 5 werden in einer Form positioniert und anschlie- ßend durch die Vergußmasse 7 so vergossen, daß sämtliche
Teile miteinander verbunden sind. Dabei können zugleich die Buchsen 11 sowie etwa notwendige Führungen für ein Oberteil des Schaltgeräts ebenfalls in der Form positioniert und in einem gemeinsamen Verguß vergossen werden.
Das oben beschriebene Schaltgerät läßt sich günstig fertigen und weist eine robuste Konstruktion auf. Es widersteht den Einflüssen aggressiver Chemikalien und ist korrosionsgeschützt. Es ergibt sich dabei eine gute Wärmeleitung aus dem Eisenkern 2 und der Spule 4 sowie eine gute Dämpfung mechanischer Schwingungen durch entsprechende Einstellung der Vergußmasse. Mit der ebenfalls integrierten Flußmessung und Regelung durch Einbau eines Flußsensors 5 und einer Steuerelektronik 6 ergeben sich weitere Vorteile des mit hoher Schutzart herstellbaren Schaltgeräts.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltgerät mit einem als Schaltantrieb dienenden Elektromagneten, der einen feststehenden Eisenkern (2) und eine Erregerspule (4) umfaßt, die beide in einem Gehäuseunterteil (1) als Baueinheit angeordnet sind, da du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Eisenkern (2) und die Erregerspule (4) in Vergußmasse (9) eingebettet sind, durch die das Gehäuse des Gehäuseunterteils (1) gebildet ist.
2. Schaltgerät nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Gehäuseunterteil (1) Buchsen (11) zur Befestigung eines Gehäuseoberteils eingegossen sind.
3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß in einer Ausnehmung (8) des Eisenkerns (2) ein Flußsensor (5) angeordnet ist, der mit einer Steuerelektronik (6) elektrisch verbunden ist, wobei der Flußsensor (5) und die Steuerelektronik (6) in der Vergußmasse (9) eingebettet sind.
4. Verfahren zur Herstellung eines Schaltgeräts mit einem als Schaltantrieb dienenden Elektromagneten, der einen festste- henden Eisenkern (2) und eine Erregerspule (4) umfaßt, die beide in einem Gehäuseunterteil (1) angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Eisenkern (2) und die Erregerspule (4) in einer Form positioniert werden und die Form anschließend mit einer Vergußmasse (9) vergossen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß zusätzlich in der Form ein in einer Ausnehmung (8) des Eisenkerns (2) liegender Flußsensor (5) sowie eine mit diesem elektrisch verbundene Steuerelektronik (6) vergossen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Verguß als Gehäuse des Gehäuseunterteil (1) ausgebildet ist und die Form entsprechende Innenkonturen aufweist.
EP99947237A 1998-07-27 1999-07-16 Schaltgerät mit einem gehäuseunterteil als baueinheit und zugehöriges fertigungsverfahren Expired - Lifetime EP1101233B1 (de)

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