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Elektrisches Bauelement mit einem mehrteiligen,
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mit Gießharz abgedichteten Gehäuse ~~;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Bauelement mit einem mindestens
zweiteiligen Gehäuse, welches Durchbrüche für Anschlußstifte und/oder Trennfugen
zwischen den Gehäuseteilen sowie mindestens eine Dosierstelle zum Einfüllen und-
Verteilen von Gießharz besitzt.
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Die Forderung nach einer Gehäuseabdichtung besteht vor allem bei elektromechanischen
Schaltgeräten, wie Relais, bei denen die Schaltkontakte sowohl beim Einlöten auf
Leiterplatten als auch beim Betrieb gegen kontaktschädliche Einflüsse der Außenatmosphäre
geschützt werden sollen. Eine derartige Abdichtung ist aber auch dann gefordert,
wenn im Gehäuse elektronische Baugruppen untergebracht sind, die gegen die Außenatmosphäre
geschützt werden sollen, wie beispielsweise bei Detektoren zur automatischen Branderkennung
oder zur sonstigen Gefahrenmeldung.
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Dabei ist es bereits bekannt, Gehäusefugen und Durchbrüche für Anschlußstifte
mit Gießharz abzudichten, welches in eine oder in mehrere Dosierstellen eingebracht
und von dort über Kapillarwirkung verteilt wird (DE-Patentanmeldung P 30 26 371.9).
Bei dieser bekannten Abdichtmethode sind die Dosierstellen jeweils an der Gehäuseaußenseite
als Vertiefungen im Boden oder in der Seitenwand des Gehäuses vorgesehen. Da die
Ge-
häusewände jedoch zur Raumersparnis möglichst dünn ausgeführt
werden, sind derartige Dosierstellen oft schwierig unterzubringen; zur Gewinnung
einer genügend großen Dosierstelle müßte entweder der Gehäuseboden insgesamt dicker
gehalten werden als ansonsten notwendig, oder dieser Gehäuseboden wird im Bereich
der Dosierstelle zu dünn und möglicherweise mechanisch instabil.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrisches Bauelement der eingangs
erwähnten Art so zu gestalten, daß auch eine größere Menge an Gießharz zur Abdichtung
eingefüllt werden kann, ohne daß dazu die Außenwände des Gehäuses bzw. deren Abmessungen
wesentlich geändert werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Gehäuseinneren
zumindest an einem Gehäuseteil mint destens eine Vorratskammer als Dosierstelle
für das Gießharz angeformt ist, welche zumindest vor dem Zusammenbau der Gehäuseteile
nach außen offen ist und zumindest nach dem Zusammenbau mit den abzudichtenden Gehäuseöffnungen
in Verbindung steht.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Vorratskammer im Gehäuseinneren
ist es möglich, Gehäusefugen und Durchbrüche mit Gießharz abzudichten, ohne daß
an der Außenoberfläche Dosierstellen vorgesehen werden müssen. Die Erfindung macht
sich dabei die Tatsache zunutze, daß elektromechanische Bauelemente im Zuge er Miniaturisierung
möglichst geringe Außenabmessungen und damit auch möglichst dünne Wände haben sollen,
daß aier.
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im Gehäuseinneren aufgrund der Konstruktion vielfach freie Räume vorhanden
sind, die in der erfindungsgemä#en Weise als Vorratskammern für ein Abdichtmittel
genutzt werden können.
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Eine derartige Vorratskammer, die im Gehäuseinneren an einem Gehäuseteil
angeformt ist, kann in einer bevorzugten Ausführungsform eine Einfüllöffnung besitzen,
welche durch eine Wand eines anderen Gehäuseteiles unter Belassung eines Ausflußspaltes
verschließbar ist.
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In diesem Fall kann das Dichtungsmittel vor dem Zusammenbau der Gehäuseteile
in die Vorratskammer eingefüllt und nach dem Zusammenbau des Gehäuses beispielsweise
durch Schwenken an die abzudichtenden Stellen verteilt werden.
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Die Vorratskammer kann dabei entweder über Kapillare mit den einzelnen
Abdichtstellen in Verbindung stehen oder eine Ausflußöffnung besitzen, durch die
sich das Gießharz aufgrund der Schwerkraft über den Gehäuseboden verteilt.
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Dabei kann es zweckmäßig sein, daß die Vorratskammer an der der AusfluBöffnung
gegenüberliegenden Seite geschlossen ist, so daß nur soviel Gießharz aus der Vorratskammer
ausfließt, wie Luft in sie eindringen kann. Die Vorratskammer kann in der Form an
beliebige Funktionselemente des Bauelementes angepaßt werden, beispielsweise an
die Rundung einer Spule. Weiterhin ist es möglich, mit dem aus der Vorratskammer
aus fließenden Gießharz nicht nur Gehäusespalte abzudichten, sondern auch Konstruktionsteile
zu befestigen. Dabei ist eine vorläufige Befestigung für die Montage bis zum Aushärten
des Gießharzes zweckmäßig.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die in das Gehäuseinnere gerichtete
Vorratskammer über eine röhren-oder trichterförmige Öffnung mit der Gehäuseaußenseite
verbunden sein. In diesem Fall kann die Vorratskammer auch nach der Gehäusemontage
noch von außen gefüllt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können die beiden Gehäuseteile
auch einstückig hergestellt sein, und zwar in der Weise, daß sie entlang einer Kante
über ein Filmbandscharnier zusammenhängen, wobei das Gehäuse nach dem Bestücken
und nach dem Einfüllen des Gießharzes in die Vorratskammer durch gegenseitiges Verschwenken
der Gehäuseteile verschließbar ist. Das Verteilen des Gießharzes in die abzudichtenden
Fugen erfolgt in diesem Fall genau so wie bei einem aus zwei getrennten Teilen zusammengefügten
Gehäuse durch Drehung des Gehäuses um mindestens eine Achse.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 einen Gehäuseteil für ein Bauelement mit nach innen
angeformter Vorratskammer, Fig. 2 und 3 einen Ausschnitt aus einem Bauelementgehäuse
nach der Montage in zwei verschiedenen Stellungen, Fig. 4 eine etwas abgewandelte
Ausführungsform von Fig. 3, Fig. 5 und 6 zwei Ausführungsformen mit zwei getrennten
Vorratskammern, Fig. 7 und 8 ein Relaisgehäuse mit Vorratskammer vor und.
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nach dem Abdichtvorgang, Fig. 9 einen Ausschnitt aus Fig. 6 mit etwas
abgewandelter Konstruktion, Fig. 10 ein Relaisgehäuse mit Vorratskammer im Querschnitt,
Fig. 11 ein Gehäuse für einen Detektor zur Brand- oder Gefahrenmeldung, Fig. 12
und 13 Detaildarstellungen an einem Gehäuse von Fig. 11, Fig. 14 und 15 ein Relaisgehäuse
mit Vorratskammer, wobei die beiden Gehäuseteile einstückig gefertigt sind,
Fig.
16 den Abdichtvorgang bei einem Gehäuse nach Fig. 14 und 15.
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Fig. 1 zeigt - ausschnittsweise - ein Gehäuseelement für ein Relais,
nämlich einen Sockel 1 mit einer zum Gehäuseinneren hin durch eine zusätzliche Wand
la angeformten Vorratskammer 2, welche vor dem Aufbringen einer Kappe offen ist
und über eine Einfülldüse 3 mit Gießharz 4 gefüllt wird. Der Sockel 1 hat beispielsweise
Durchbrüche 5 für Anschlußstifte 6, welche mit dem Gießharz abgedichtet werden sollen.
Am Sockel ist ein umlaufender Rand 7 vorgesehen, der nach Aufsetzen einer Kappe
mit dieser einen umlaufenden Kapillarspalt 7a (Fig. 2) bildet.
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Fig. 2 zeigt den Relaissockel von Fig. 1 mit nunmehr aufgesetzter
Kappe 8, durch die die gefüllte Vorratskammer 2 nach außen verschlossen ist. Der
Sockel 1 bildet an seinem Rand 7 mit der Schutzkappe 8 eine umlaufende
Fuge
9, welche abgedichtet werden soll. Dies geschieht durch Schwenken des Gehäuses in
die Stellung von Fig.3.
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Dadurch kommt das Gießharz 4 in der Vorratskammer 2 mit dem Spalt
7a in Verbindung, so daß sich das Gießharz von#dort' aus über diese gesamte umlaufende
Fuge verteilt und das Gehäuse abdichtet. Steht die Vorratskammer 2 auch mit dem
Durchbruch 5 über eine Kapillare in Verbindung, so wird diese gleichfalls abgedichtet.
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Ist dies jedoch nicht der Fall, so kann zu diesem Zweck eine Ausflußöffnung
10 gemäß Fig.4 vorgesehen sein, durch die das Gießharz aufgrund der Schwerkraft
aus der Vorratskammer 2 ausfließt und sich über den Boden des Gehäuses verteilt.
Dann wird es auch in die Kapillarspalte des Durchbruchs 5 hineingesaugt und dichtet
diese ebenso ab wie die umlaufende Gehäusefuge 9.
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Sind die Kapillarverhältnisse der abzudichtenden Fugen stark unterschiedlich
und/oder sollen z.B. wegen ungünstiger Werkstoffpaarungen oder dergleichen verschiedene
Harze und/oder Harze mit verschiedenen Viskositäten verwendet werden, so können
in einem Gehäuse zwei oder auch mehr voneinander getrennte torratskammern vorgesehen
sein. Beispiele hierfür zeigen die Figuren 5 und 6.
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So sind in Fig.5 in Weiterbildung von Fig.4 zwei Vor]ratskammern
2a und 2b am Sockel 1 angeformt. Da beide Vorratskammern 2a und 2b vor dem Schließen'des
Gehäuses zur gleichen Seite offen sein müssen, um das jeweilige Gießharz 4a bzw.
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4b in die Vorratskammern einzufügen, ist an der Kappe 8 eine zusätzliche
Blende 8b angeformt, welche beim schnellen Schwenken der Kappe im Gehäuseinneren
ein Benetzen der Konstruktionsteile verhindert. Fig. 5 zeigt bereits diesen geschwenkten
Zustand des Gehäuses, wobei sich das Gießharz 4a aus der Vorratskammer 2a über den
umlaufenden Gehäusespalt 7a bzw. 9 verteilt hat, während das Gießharz 4b aus der
Vorratskammer 2b über den Boden des Sockels 1 geflossen ist und dabei den Durchbruch
5 abdichtet.
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Fig. 6 zeigt in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsmöglichkeit
eines Sockels 1b mit angeformten Vorratskammern 2c und 2d.
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Die Fig.7 und 8 zeigen wiederum ein Relaisgehäuse mit einem Sockel
11 und einer Kappe 12. Nunmehr ist eine Vorratskammer 13 in der Kappe 12 durch die
zusätzliche Wand 14 gebildet. Auch diese Vorratskammer 13 wird vor dem Zusammenbau-von
Kappe und Sockel mit Gießharz 15 gefüllt. Wendet man dann das Relais um 1800, so
fließt das Gießharz aus der Vorratskammer 13 und verteilt sich über die Innenoberfläche
des Sockels 11, wobei die umlaufende Fuge 16 und die Durchbrüche 17 der Anschlußstifte
18 abgedichtet werden. Die Vorratskammer 13 entleert sich jedoch nur soweit, wie
der Spalt 19 zwischen der Wand 14 und dem Sockel 11 dies zuläßt.
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Erreicht der Harzspiegel 20 am Gehäuseboden die Kante 14a, so kann
keine Luft mehr in die Vorratskammer 13 eindringen, und das Uberangebot an Harz
15 verbleibt in der Kammer. Dadurch läßt sich verhindern, daß der Harz spiegel im
Gehäuse ein bestimmtes Niveau dbersteigt, ohne daß eine genaue Dosierung vor dem
Zusammenbau erforderlich ist.
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Fig. 9 zeigt eine Möglichkeit, im Gehäuse eines Bauelementes Konstruktionsteile
mit Vergußmasse zu befestigen. Dargestellt ist - wieder ausschnittsweise -ein Relaisgehäuse
mit einem Grundkörper oder Sockel 21 und einer Schutzkappe 22 mit einer eingeformten
Vorratskammer 23, in die vor der Montage Gießharz 24 eingefüllt wird. Auf dem Sockel
21 ist das Magnetsystem des Relais mit einer Spule 25 und einem Joch 26 montiert,
und zwar zunächst nur vorläufig mit Rastelementen 27. Nach dem Schwenken des Relais
und der Verteilung des Harzes 24 bis zum Niveau 28 kann das Harz aus gehärtet werden,
wodurch
das Magnetsystem fest mit dem Sockel 21 verbunden wird. Auf der Innenseite des Sockels
21 sind Kanäle 29 und Abstandhalter 30 vorgesehen, um eine gute Verteilung des Harzes
zwischen Sockel und Joch und damit eine feste Einbettung des Magnetsystems zu gewährleisten.
Damit können bisher übliche Schraub-oder Nietverbindungen zwischen Sockel und Magnetsystem
entfallen. Durch das Gießharz erhält das System eine größere Verwindungssteifigkeit,
was z.B. günstig für die Federsatz-Justierung ist. Außerdem wird die auftretende
Wärme von der Spule und den Kontaktfedern besser abgeleitet.
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Fig.10 zeigt in einem Querschnitt durch ein Relais ähnlich' Fig.9,
wie beispielsweise in einer Schutzkappe 31 eine Vorratskammer 32 so eingeformt werden
kann, daß das vorhandene freie Volumen im Gehäuse gut ausgenutzt wird. Die Innenwand
32a der Vorratskammer 32 ist in diesem Fall an die Rundung einer Spule 33 bzw. an
die entsprechend geformte Kontur eines Ankers 34 angepaßt.
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Entsprechend kann die Vorratskammer natürlich beliebige Gestalt annehmen,
wenn bei einem anderen Relaisaufbau die Konturen des Magnetsystems oder des KontaktSedersatz
es in anderer Weise einen freien Raum ergeben.
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Die Fig .11 bis 13 zeigen eine weitere Anwendungsmögli1hkeit der Erfindung
für abzudichtende Bauelemente. So zeigt Fig.11 im Schnitt das Gehäuse eines Branddetektors,
das ebenfalls aus mehreren Teilen besteht, und bei dem der Innenraum abgedichtet
werden soll. Dieses Gehäuse besitzt eine Wanne 41, auf die ein Deckel 42 aufgesetzt
wird. Zwischen beiden Teilen liegt im Innenraum waagr#cht eine Leiterplatte 43 mit
nicht dargestellten Schaltungselementen sowie mit einem Fühler 44 und einer Leuchtdiode
45 als Anzeigeelement. Außerdem sitzt ein Kontaktstift
46 auf
der Leiterplatte,' der durch den Deckel 42 nach außen geführt ist. Die Gehäusefuge
48 und die Durchbrüche 49 für Kontaktstifte können in üblicher Weise von Dosierstellen
auf dem Deckel 42 abgedichtet werden. Für die Abdichtung des nach außen geführten
Fühlers 44 wird dagegen im Gehäuseinneren eine Vorratskammer für Gießharz vorgesehen,
wie in Fig. 12 in einem vergrößerten Ausschnitt gezeigt wird. Die Wanne 41 bildet
eine die Anschlüsse 50 des Fühlers 44 kreisförmig umgebende Trägerwand 51, auf der
die Leiterplatte 43 aufliegt.
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Unterhalb der Leiterplatte bildet die Trägerwand 51 eine umlaufende
Rinne 52, die als Vorratskammer für Gießharz dient. Dieses Gießharz kann vor der
Montage eingefüllt werden und durch geringes Schwenken des Gehäuses nach der Montage
den Kapillarspalt 53 zwischen der umlaufenden Trägerwand 51 und der Leiterplatte
43 abdichten.
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Die Vorratskammer 52 kann aber auch nach der Montage durch ein am
Deckel angeformtes, bis zur Leiterplatte durchgehendes Einfüllrohr 54 mit Gießharz
gefüllt werden. Dabei fließt das eingefüllte Gießharz durch eine Öffnung 55 der
Leiterplatte in die Vorratskammer 52.
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Der Spalt 56 zwischen dem Rohr 54 und der Leiterplatte 43 wird durch
das eingefüllte Gießharz ebenfalls abgedichtet.
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Eine Abwandlung von Fig.11 zeigt Fig.13. Dabei sind die Anschlüsse
50 des Fühlers 44 in engen Durchbrüchen 57 durch den Boden der Wanne 41 geführt.
In der Wanne 41 ist dabei ein Vorratsraum 58 gebildet, der durch ein Einfüllrohr
59 am Deckel 42 mit Gießharz 60 gefüllt wird.
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Dabei wird soviel Gießharz in den Vorratsraum 58 eingefüllt, daß sowohl
die Durchbrüche 57 durch Kapillarwirkung abgedichtet werden als auch das in das
Gießharz eintauchende Ende des Rohres 59.
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In den Fig. 14 und 15 ist schematisch eine weitere Ausführungsform
für ein Bauteilgehäuse, beispielsweise ein Relaisgehäuse, dargestellt. Das Gehäuse
61 besteht aus einem. wannenförmigen Grundkörper 62 und einem flachen Deckel 63,
welche jedoch.in einem Stück gefertigt sind und über ein Filmbandscharnier 64 entlang
einer Kante zusammenhängen. Im Grundkörper 62 ist eine Vorratskammer 65 für Gießharz
ausgebildet, welche seitlich eine Ausflußöffnung 66 besitzt. Das Gehäuseinnere ist
in bekannter Weise mit nicht dargestellten Bauteilen, beispielsweise mit den Funktionselementen
eines Relais bestückt. Im Boden des Grundkörpers sind Durchbrüche 67 für Anschlußstifte
68 vorgesehen.
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Nach dem Bestücken des Grundkörpers kann das Gießharz zum Abdichten
gemäß der Darstellung von Fig. 16 eingefüllt werden. Der Grundkörper 62 wird dazu
zweckmäßigerweise schräg gehalten, damit das mit einer Dosiervorrichtung 69 eingebrachte
Gießharz 70 zunächst noch nicht durch die Ausflußöffnung 66 in den Gehäuseinnenraum
ausfließen kann. Nach dem Schließen des Gehäuses durch Verschwenken des Deckels
63 in Richtung des Pfeiles 71 wird das Gehäuse so verschwenkt, daß einmal die Anschlußstifte
68 nach unten ragen, so daß sich das Gießharz über die Ausflußöffnung 66 in die
Bodendurchbrüche 67 verteilen kann.
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Außerdem wird das Gehäuse noch so verschwenkt, daß der Deckel 63 unten
liegt, so daß das Gießharz sich auch in der Fuge 72 zwischen Grundkörper und Deckel
verteilen kann.
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17 Patentansprüche 16 Figuren