DE4041410C2 - Gekapselter elektrischer Schalter und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gekapselten elektrischen Schal­ ter sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung, gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 7.

Zum Abdichten elektrischer Schalter mit einem Schaltergehäu­ se und einem Deckel ist es üblich, ein ringförmiges Dicht­ teil zwischen zueinander passende Flaschen 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.

Aus der DE-AS 11 60 058 ist ein gattungsgemäßer gekapselter elektrischer Schalter bekannt, der ein Schaltergehäuse und einen getrennt ausgebildeten Deckel aufweist, zwischen denen ein Dichtring angeordnet ist.

Aus der DE-AS 11 97 956 ist grundsätzlich bekannt, Dichtele­ mente als Spritzgießteile auszubilden; dabei handelt es sich jedoch nicht um ein Dichtungselement für einen gattungsgemä­ ßen Schalter sondern vielmehr um ein massives, raumausfüllen­ des Teil.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen durch Spritzgießen gebildeten Dichtring für einen gattungs­ gemäßen Schalter zu schaffen, der sich nicht vom Gehäuse oder Deckel des Schalters löst, sowie ein Verfahren zu dessen Her­ stellung anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Der wesentliche durch die Erfindung erzielbare Vorteil be­ steht darin, daß verhindert wird, daß unter der Wirkung von Trennkräften beim Trennen der zum Spritzgießen erforderlichen Gießformen eine Ablösung der Dichtung vom Gehäuse oder dem Deckel erfolgt. Dazu ist gemäß einer Ausbildung der Erfindung ein Brückensegment vorgesehen, das gegenüberliegende Bereiche der Dichtung miteinander verbindet, wodurch sich diese Berei­ che gegenseitig aneinander abstützen und die Dichtung insge­ samt nicht verrutscht. Alternativ oder zusätzlich wird ein Ankersegment vorgeschlagen, das an der Dichtung angeformt ist und diese dadurch fixiert.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 1 weist das ringför­ mige Dichtteil als zusätzliches Segment ein integral ausge­ bildetes Brückensegment oder integral ausgebildete Brücken­ segmente auf, die gegenüberliegende Ränder des ringförmigen Dichtteils 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.

Der Schalter gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 2 weist einen Dichtring auf, an dem sich mindestens ein im wesentli­ chen quer zum Dichtringumfang erstreckendes Ankersegment ein­ geformt ist, das sich formschlüssig am Schaltergehäuse ab­ stützt.

Vorteilhafterweise weist das Schaltergehäuse eine durch es in Trennrichtung der Teile der Gießform hindurchgehende Bohrung auf. Diese wird beim Spritzgießen mit dem elastischen Materi­ al gefüllt, wodurch als zusätzliches Segment ein eingebette­ tes Ankersegment 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 Schal­ tergehäuses kein Raum zum Überbrücken gegenüberliegender Kan­ ten des ringförmigen Dichtteils vorhanden ist, z. B. wegen Montage von Kontakten dicht an der Oberfläche.

Darüber hinaus kann die Bohrung so ausgebildet sein, daß sie einen Versatz zwischen ihren Enden aufweist, wodurch auch ein schulterförmiger Versatz in Längserstreckungsrichtung des in der Bohrung aus elastischem Material ausgebildeten Ankerseg­ ments entsteht. Diese Versatzbereiche 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. 8;

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 10 angepaßt, daß sein Unterrand passend am gesamten oberen Um­ fang des Schaltergehäuses 10 angreift. Von den Ecken des Deckels 50 stehen elastische Flansche 51 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 phthalat) mit integral gegossenen 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 10 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 Ränder des ringförmigen Dichtteils 40 in Trennrichtung (durch Pfeile in Fig. 11 dargestellt) der Gießformteile 1 und 2 überbrückend miteinander verbinden, damit das ringförmige Dichtteil 4b 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 50 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 Versatz 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 Versatz 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 42 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 Ränder 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 120B eingebettet und integral über ein Teil 43B mit dem ringförmi­ gen Dichtteil 10B auf ähnliche Weise verbunden, wie für obi­ ges Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie oben beschrieben, kann das Ankersegment 42B 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 (7)

1. Gekapselter elektrischer Schalter, der ein Schalterge­ häuse (10) und einen getrennt ausgebildeten Deckel (50) auf­ weist, der an das Schaltergehäuse (10) so angepaßt ist, daß die Umfangsränder des Schaltergehäuses (10) und des Deckels (50) zueinander passen, und zwischen Schaltergehäuse (10) und Deckel (50) ein Dichtring (40) vorgesehen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an dem Dichtring mindestens ein sich im wesentlichen quer zum Dichtringumfang erstreckendes Brücken­ segment (41) angeformt ist, das gegenüberliegende Ränder des Dichtrings (40) miteinander verbindet.

2. Gekapselter elektrischer Schalter, der ein Schalterge­ häuse (10) und einen getrennt ausgebildeten Deckel (50) auf­ weist, der an das Schaltergehäuse (10) so angepaßt ist, daß die Umfangsränder des Schaltergehäuses (10) und des Deckels (50) zueinander passen, und zwischen Schaltergehäuse (10) und Deckel (50) ein Dichtring (40) vorgesehen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an dem Dichtring mindestens ein sich im wesentlichen quer zum Dichtringumfang erstreckendes Anker­ segment (42) angeformt ist, das sich formschlüssig am Schal­ tergehäuse (10) abstützt.

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Dichtring zusätzlich mindestens ein sich im wesentlichen quer zum Dichtringumfang erstreckendes Ankersegment (42) an­ geformt ist, das sich formschlüssig am Schaltergehäuse (10) abstützt.

4. Schalter nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankersegment (42) in einer im Schaltergehäuse (10) eingelassenen Bohrung (17) eingebettet ist.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (17) einen Axialversatz aufweist.

6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Brückensegmente (41) bzw. Ankersegmente (42) entlang dem Umfang des Dichtrings vorgese­ hen sind.

7. Verfahren zur Herstellung eines gekapselten elektrischen Schalters, der ein Schaltergehäuse (10) und einen getrennt ausgebildeten Deckel (50) aufweist, der an das Schaltergehäu­ se (10) so angepaßt ist, daß die Umfangsränder des Schalter­ gehäuses (10) und des Deckels (50) zueinander passen und zwi­ schen Schaltergehäuse (10) und Deckel (50) ein Dichtring (40) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgefertig­ tes Schaltergehäuse (10) zwischen zwei trennbaren Gießform­ teilen (1, 2) fixiert wird, und Dichtringmaterial zur Bildung eines Dichtrings (40) in einem Zwischenraum zwischen dem Schaltergehäuse (10) und den Gießformteilen (1, 2) einge­ spritzt wird, wobei im wesentlichen quer zur Umfangsrichtung wenigstens ein Haltesegment (41, 42) ausgebildet wird, das integral mit dem Dichtring (40) verbunden ist, und anschlie­ ßend die Gießformteile (1, 2) in entgegengesetzten Richtungen voneinander getrennt werden, wobei der gebildete Dichtring (40) am Schaltergehäuse (10) fixiert bleibt.