EP0913882B1 - Verfahren zum Isolieren eines elektrischen Bauteiles - Google Patents

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EP0913882B1
EP0913882B1 EP98112094A EP98112094A EP0913882B1 EP 0913882 B1 EP0913882 B1 EP 0913882B1 EP 98112094 A EP98112094 A EP 98112094A EP 98112094 A EP98112094 A EP 98112094A EP 0913882 B1 EP0913882 B1 EP 0913882B1
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switch
temperature
sheath
sealing
sealing medium
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Marcel Hofsäss
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02—Bases, casings, or covers
    • H01H9/04—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/04—Bases; Housings; Mountings

Definitions

  • the tubular casing used is a shrink tube, the after the insertion of the temperature-dependent switch is closed by a shrinking process. If the Connecting wires at opposite ends of the main body of the Depending on the temperature-dependent switch, the shell is after the Insert the temperature-dependent switch on both of them Closed end areas. Lie the two connecting wires on the other hand parallel to each other, so will the tubular Shell first formed an insulating cap by the one end portion the tubular casing by flat pressing under Heat or by gluing is closed before the temperature-dependent switch is inserted.
  • temperature-dependent switch to isolate them by dipping or pouring be surrounded with a protective layer, being very common Epoxy resin is used.
  • Epoxy resin is very brittle, so that when using the temperature-dependent switch on a vibrating device such as an electric motor through the mechanical loads can be damaged.
  • US-A-5 194 692 describes a method of isolating a kopplers, in which the data coupler to be isolated in a tubular, shrinking under heat shell introduced becomes. Before the application of heat, the shell is then with in liquid form present silicone RTV filled all Cavities within the tubular envelope fills and hardened so that it is necessary for a rigid cohesion of all Components ensures.
  • US-A-4 647 716 describes a method in which two are parallel running lines of a heat shrinking envelope are enclosed. Between the two Lines is a prefoamed, under heat expands Foam sealing part arranged.
  • the present application is the It is an object of the invention to refine the method mentioned at the outset, that with little effort a reliable insulation of the switch is reached to the outside.
  • this object is achieved according to the invention achieved in that the shell before closing inside only at the end with a lot of closure means provided and closed under heat is pressed.
  • the object underlying the invention is based on this Completely solved.
  • the inventor of the present application has recognized that even the addition of a small Quantity of a suitable closure means inside in the end region the tubular casing before hot pressing leads to that the gaps remaining in the prior art are secure filled and closed. It is surprisingly not necessary, in different places closure material apply, when hot pressing or hot stamping the end area rather, the introduced drop spreads just the places that would otherwise remain open.
  • the closure means can both before and after the Inserting the switch are applied.
  • this step can be done optionally, i.e. only with such temperature-dependent switches, at which places an extremely high demand on the insulation effect of is to make tubular casing.
  • a closure means a H reacting agent, preferably silicone, used becomes.
  • connecting wires are substantially parallel and spaced it is special to leave each other from the main body preferred when the amount of occluding agent between the two connecting wires is attached to the inside of the case.
  • closure means already located exactly where the largest amount is needed at To close the remaining gaps in the pressing.
  • the amount of closure agent a drop of 60 mg to preferably about 20 mg is used becomes.
  • the advantage here is that only an extremely small amount of material must be used to the usual dimensions of temperature-dependent Switches, e.g. a diameter of 10 mm and a height of 4 mm, for a safe To provide isolation.
  • the advantage here is that the casting agent liquefies so far, that there are all otherwise otherwise free gaps can fill.
  • 11 denotes a temperature-dependent switch.
  • the switch 11 has a dashed line indicated Base body 12, of which two connecting wires 14, 15 parallel and depart at a distance to each other.
  • the main body 12 is pushed into an insulating cap 17, that at the end region 18 of an opening 19, the protruding two connecting wires 14, 15.
  • the insulating cap 17 is made of a tubular casing 21 manufactured whose other end portion 22, for. by pressing was closed under heat so that a crescent-shaped edge 23 has formed, the edge 24 at the Base body 12 is present.
  • Fig. 2 is a view along the arrow A of FIG. 1st the switch 11 is shown prior to crimping the end portion 18. It can be seen that the tubular sheath 21 a very thin wall 25 which is stuck in the opening 19 Body 12 tightly surrounding. Between the connecting wires 14, 15 is inside the opening 19 a drop of a Closing material 26 introduced, preferably silicone 27th is.
  • Heating pad 31 Under the switch 11 is a heating pad 31 with a Heater 32, wherein above the component 10 is an upper punch 33rd is arranged.
  • Heating pad 31, heater 32 and upper punch 33 are only indicated schematically in Fig. 2 and are intended to Pressing under the influence of heat indicate what the upper punch is for 33 in the direction of an arrow 34 on the heating pad 31 moves to becomes.
  • the edge region 18 is corresponding pressed and closed, so that in Fig. 1 at 35 shown edge of the edge 24 in the crescent-shaped Edge 23 corresponds.
  • the tubular sheath 21 has in Fig. 2 a width parallel to the heating pad 31 of e.g. 10 mm and a height between Heating pad 31 and upper punch 33 of e.g. 4 mm up.
  • a drop of closure material 26 with a volume of 20 to 60 mg sufficient to fill in the gaps 41, 42, 43 completely fill and seal.

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  • Resistance Heating (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Isolieren eines temperaturabhängigen Schalters, wobei der Schalter einen Grundkörper aufweist, von dem zumindest zwei Anschlußdrähte abgehen, mit den Schritten:
  • Einstecken des Schalters in eine schlauchförmige Hülle, derart, daß die beiden Anschlußdrähte über die Hülle vorstehen, und
  • Verschließen der Hülle an zumindest einem Endbereich, über den zumindest ein Anschlußdraht vorsteht.
    • Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 196 21 830 A1, das als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, bekannt.
    Bei dem bekannten Verfahren wird ein temperaturabhängiger Schalter mit einer Isolierkappe versehen, um ihn in der üblichen Weise elektrisch zu isolieren und dabei zusätzlich vor Schmutzeintrag oder Beschädigung durch Feuchtigkeit aller Art zu schützen.
    Die verwendete schlauchförmige Hülle ist ein Schrumpfschlauch, der nach dem Einstecken des temperaturabhängigen Schalters durch einen Schrumpfprozeß verschlossen wird. Wenn die Anschlußdrähte an gegenüberliegenden Enden des Grundkörpers des temperaturabhängigen Schalters abgehen, wird die Hülle nach dem Einstecken des temperaturabhängigen Schalters an ihren beiden Endbereichen verschlossen. Liegen die beiden Anschlußdrähte dagegen parallel zueinander, so wird aus der schlauchförmigen Hülle zunächst eine Isolierkappe gebildet, indem der eine Endbereich der schlauchförmigen Hülle durch Flachpressen unter Wärmeeinwirkung oder durch Verkleben verschlossen wird, bevor der temperaturabhängige Schalter eingesteckt wird.
    Bei dem bekannten Verfahren ist von Nachteil, daß die verschlossenen Endbereiche der schlauchförmigen Hülle nicht hinreichend dicht sind, so daß Schmutz und Feuchtigkeit noch in das Innere der Hülle gelangen und den dort befindlichen, temperaturabhängigen Schalter beschädigen oder zumindest in seiner Funktion beeinträchtigen können. Die Figuren 4A und 5A der zitierten Druckschrift zeigen deutlich frei bleibende Bereiche sowohl zwischen zwei parallel verlaufenden Anschlußdrähten als auch zu beiden Seiten eines einzeln an einem Endbereich austretenden Anschlußdrahtes.
    Ein Verfahren, das nicht zum vollständigen Verschließen der schlauchförmigen Hülle und damit nur zu einer unvollkommenen Isolation des an sich zu schützenden elektrischen Bauteiles führt, weist natürlich Mängel auf, die aus Sicherheitsgründen nicht akzeptiert werden können. So ist es bekannt, daß viele temperaturabhängige Schalter einen zumindest teilweise aus Metall bestehenden Grundkörper aufweisen, bei dem Feuchtigkeitskontakt zu einem Kurzzschluß führt, so daß er seine Temperaturüberwachungsfunktion nicht mehr ausführen kann. Ferner werden die mit einer Isolierkappe versehenen temperaturabhängigen Schalter danach häufig noch mit einer Kennung bedruckt oder anderweitig lackiert oder beträufelt, wobei die dabei verwendete Flüssigkeit aus Sicherheitsgründen ebenfalls nicht in das Innere der Isolierkappe gelangen darf. Diesen Anforderungen wird das bekannte Verfahren nicht gerecht.
    Es ist weiter bekannt, temperaturabhängige Schalter dadurch zu isolieren, daß sie durch ein Tauchverfahren oder durch Vergießen mit einer Schutzschicht umgeben werden, wobei sehr häufig Epoxy-Harz verwendet wird. Dieses Verfahren ist zwar sehr zuverlässig, was die Isolation angeht, es weist jedoch eine Reihe anderer Nachteile auf. So ist der Epoxy-Harz sehr spröde, so daß er bei Verwendung des temperaturabhängigen Schalters an einem vibrierenden Gerät wie bspw. einem Elektromotor durch die mechanischen Belastungen Schaden nehmen kann. Zudem weisen viele temperaturabhängige Schalter einen Grundkörper auf, an dem außenliegend ein PTC-Bauelement vorgesehen ist, um dem Schalter eine bestimmte elektrische Funktion zu verleihen. Wegen der chemischen Reaktion zwischen dem Epoxy-Harz und dem PTC-Material kann die hier beschriebene Ummantelung bei solchen temperaturabhängigen Schaltern nicht eingesetzt werden.
    Weiter ist es bekannt, eine einseitig durch Warmverpressen verschlossene Schrumpfkappe zu verwenden, in die der temperaturabhängige Schalter eingesteckt wird, wobei das offene Ende, aus dem die beiden Anschlußdrähte herausragen, dann mit einer geeigneten Masse aufgefüllt, also verspritzt wird. Hier ist von Nachteil, daß dieses Verfahren sehr aufwendig ist und zum Teil nur von Hand durchgeführt werden kann. Darüber hinaus sind die verwendeten Auffüllmaterialien häufig sehr spröde, so daß bei Einsatz mit starken Erschütterungen die Isolation beschädigt werden kann.
    Diese Verfahren weisen ferner den gemeinsamen Nachteil auf, daß sie zu stark überdimensionierten temperaturabhängigen Schaltern führen, da die Verguß- oder Ummantelungsmassen die eigentlichen Abmaße des Schalters stark vergrößern. Diesen Nachteil weist das eingangs erwähnte, bekannte Verfahren nicht auf.
    Die US-A-5 194 692 beschreibt ein Verfahren zum Isolieren eines Datenkopplers, bei dem der zu isolierende Datenkoppler in eine schlauchförmige, unter Hitze schrumpfende Hülle eingebracht wird. Vor der Anwendung von Hitze wird die Hülle danach mit in flüssiger Form vorliegendem Silikon RTV gefüllt, das sämtliche Hohlräume innerhalb der schlauchförmigen Hülle ausfüllt und derart aushärtet, daß es für einen steifen Zusammenhalt aller Komponenten sorgt.
    Die US-A-4 647 716 beschreibt ein Verfahren, bei dem zwei parallel verlaufende Leitungen von einer unter Hitzeeinwirkung schrumpfenden Hülle umschlossen werden. Zwischen den beiden Leitungen ist ein vorgeschäumtes, sich unter Hitze ausdehnendes Schaumdichtteil angeordnet.
    Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Anmeldung die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren so weiterzubilden, daß bei geringem Aufwand eine zuverlässige Isolation des Schalters nach außen erreicht wird.
    Bei dem eingangs erwähnten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülle vor dem Verschließen innen lediglich am Endbereich mit einer Menge an Verschlußmittel versehen und zum Verschließen unter Hitzeeinwirkung verpreßt wird.
    Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst. Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat nämlich erkannt, daß schon die Zugabe einer geringen Menge eines geeigneten Verschlußmittels innen in den Endbereich der schlauchförmigen Hülle vor dem Heißverpressen dazu führt, daß die beim Stand der Technik offen bleibenden Lücken sicher verfüllt und verschlossen werden. Es ist überraschenderweise nicht erforderlich, an verschiedenen Stellen Verschlußmaterial aufzubringen, beim Heißverpressen oder Warmverprägen des Endbereiches verteilt sich der eingebrachte Tropfen vielmehr an genau die Stellen, die ansonsten offen bleiben.
    Durch einen einzigen weiteren Arbeitsschritt, der zudem automatisch durchgeführt werden kann, und mit einem sehr geringen zusätzlichen Materialaufwand ist es also möglich, die bei dem bekannten Verfahren auftretenden Nachteile auf sichere Weise zu vermeiden.
    Das Verschlußmittel kann dabei sowohl vor als auch nach dem Einstecken des Schalters aufgebracht werden.
    Wird das Verschlußmittel vor dem Einstecken aufgebracht, so können die schlauchförmigen Hüllen bzw. Schrumpfkappen mit dem Verschlußmittel vorkonfektioniert werden, so daß dieser Arbeitsschritt nicht während der Endmontage des temperaturabhängigen Schalters anfällt.
    Wird das Verschlußmittel dagegen erst nach dem Einstecken des Schalters aufgebracht, so kann dieser Schritt wahlweise erfolgen, d.h. nur bei solchen temperaturabhängigen Schaltern, bei denen eine extrem hohe Anforderung an die Isolationswirkung der schlauchförmigen Hülle zu stellen ist.
    Dabei ist es bevorzugt, wenn als Verschlußmittel ein heißverflüssigbares Vergußmittel, vorzugsweise Silikon, verwendet wird.
    Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, weil beim Verpressen des Endbereiches unter Hitzeeinwirkung das Vergußmittel fließfähig wird, so daß es genau die Bereiche ausfüllt, in die die Hülle selbst nicht hineingepreßt wird. Silikon hat sich dabei als besonders geeignetes Material erwiesen.
    Wenn die Anschlußdrähte im wesentlichen parallel und mit Abstand zueinander von dem Grundkörper abgehen, so ist es besonders bevorzugt, wenn die Menge an Verschlußmittel zwischen die beiden Anschlußdrähte innen an der Hülle angebracht wird.
    Hier ist von Vorteil, daß sich das Verschlußmittel bereits genau dort befindet, wo die größte Menge benötigt wird, um bei dem Verpressen verbleibende Lücken zu verschließen.
    Weiterhin ist es bevorzugt, wenn als Menge an Verschlußmittel ein Tropfen von 60 mg bis vorzugsweise etwa 20 mg verwendet wird.
    Hier ist von Vorteil, daß nur eine extrem geringe Materialmenge eingesetzt werden muß, um bei den üblichen Abmessungen von temperaturabhängigen Schaltern, die z.B. einen Durchmesser von 10 mm sowie eine Höhe von 4 mm haben können, für eine sichere Isolation zu sorgen.
    Abschließend ist es noch von Vorteil, wenn der Endbereich bei einer Temperatur von größer als etwa 100°C verpreßt wird.
    Hier ist von Vorteil, daß das Vergußmittel sich so weit verflüssigt, daß es sämtliche ansonsten etwa frei bleibende Lücken verfüllen kann.
    Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
    Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
    Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    Fig. 1
    eine Draufsicht auf einen temperaturabhängigen Schalter, der nach dem neuen Verfahren isoliert wurde;
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf den Schalter aus Fig. 1 längs des Pfeils A, vor dem Verpressen des Endbereiches, aus dem die Anschlußdrähte herausragen; und
    Fig. 3
    eine Ansicht wie Fig. 2, jedoch nach dem Verpressen.
    In Fig. 1 ist mit 11 ein temperaturabhängiger Schalter bezeichnet. Der Schalter 11 weist einen gestrichelt angedeuteten Grundkörper 12 auf, von dem zwei Anschlußdrähte 14, 15 parallel und im Abstand zueinander abgehen.
    Der Grundkörper 12 ist derart in eine Isolierkappe 17 hineingeschoben, daß an deren Endbereich 18 aus einer Öffnung 19 die beiden Anschlußdrähte 14, 15 hervorragen.
    Die Isolierkappe 17 ist aus einer schlauchförmigen Hülle 21 gefertigt, deren anderer Endbereich 22 z.B. durch Verpressen unter Hitzeeinwirkung so verschlossen wurde, daß sich eine sichelförmige Kante 23 ausgebildet hat, deren Rand 24 an dem Grundkörper 12 anliegt.
    In Fig. 2 ist in einer Ansicht längs des Pfeiles A aus Fig. 1 der Schalter 11 vor dem Verpressen des Endbereiches 18 gezeigt. Es ist zu erkennen, daß die schlauchförmige Hülle 21 eine sehr dünne Wandung 25 aufweist, die den in der Öffnung 19 steckenden Grundkörper 12 eng anliegend umgibt. Zwischen die Anschlußdrähte 14, 15 ist innen in die Öffnung 19 ein Tropfen eines Verschlußmateriales 26 eingebracht, das vorzugsweise Silikon 27 ist.
    Unter dem Schalter 11 befindet sich ein Heizkissen 31 mit einer Heizung 32, wobei oberhalb des Bauteiles 10 ein Oberstempel 33 angeordnet ist. Heizkissen 31, Heizung 32 sowie Oberstempel 33 sind in Fig. 2 lediglich schematisch angedeutet und sollen das Verpressen unter Hitzeeinwirkung andeuten, wozu der Oberstempel 33 in Richtung eines Pfeiles 34 auf das Heizkissen 31 zu bewegt wird.
    Bei diesem Preßvorgang wird der Randbereich 18 entsprechend verpreßt und verschlossen, so daß sich ein in Fig. 1 bei 35 gezeigter Rand bildet, der dem Rand 24 bei der sichelförmigen Kante 23 entspricht.
    Bei diesem Verpressen unter Hitzeeinwirkung verformt sich die Wandung 25 im Endbereich 18 und legt sich an die Außenkontur der Anschlußdrähte 14, 15 an, wie es in Fig. 3 zu sehen ist. Die Wandung 25 sorgt jedoch nicht für eine vollständige Umschließung der Anschlußdrähte 14, 15, lediglich in Außenbereichen 37 liegen die obere und die untere Wandung 25 eng aufeinander. Links von dem Anschlußdraht 15 sowie rechts von dem Anschlußdraht 14 und zwischen den Anschlußdrähten 14, 15 bleiben Lücken 41, 42, 43, die durch die Wandung 25 nicht verschlossen werden können. In diese Lücken fließt nun das Silikon 27 hinein, das durch die Heizung 37 so weit erhitzt wird, daß es fließfähig wird.
    Die schlauchförmige Hülle 21 weist in Fig. 2 eine Breite parallel zum Heizkissen 31 von z.B. 10 mm sowie eine Höhe zwischen Heizkissen 31 und Oberstempel 33 von z.B. 4 mm auf. Bei diesen üblichen Abmaßen ist ein Tropfen von Verschlußmaterial 26 mit einem Volumen von 20 bis 60 mg ausreichend, um die Lücken 41, 42, 43 vollständig zu verfüllen und zu verschließen.
    Es sei noch erwähnt, daß der Tropfen von Verschlußmaterial 26 sowohl vor dem Einstecken des Schalters 11 in die schlauchförmige Hülle 21 als auch danach aufgebracht werden kann.

    Claims (8)

    1. Verfahren zum Isolieren eines temperaturabhängigen Schalters (11), wobei der Schalter (11) einen Grundkörper (12) aufweist, von dem zumindest zwei Anschlußdrähte (14, 15) abgehen, mit den Schritten:
      Einstecken des Schalters (11) in eine schlauchförmige Hülle (21), derart, daß die beiden Anschlußdrähte (14, 15) über die Hülle (21) vorstehen, und
      Verschließen der Hülle (21) an zumindest einem Endbereich (18), über den zumindest ein Anschlußdraht (14, 15) vorsteht,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (21) vor dem Verschließen lediglich innen am Endbereich (18) mit einer Menge an Verschlußmittel (26) versehen und zum Verschließen unter Hitzeeinwirkung verpreßt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußmittel (26) vor dem Einstecken des Schalters (11) aufgebracht wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußmittel (26) nach dem Einstecken des Schalters (11) aufgebracht wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschlußmittel (26) ein heißverflüssigbares Vergußmittel verwendet wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschlußmittel (26) Silikon (27) verwendet wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Anschlußdrähte (14, 15) im wesentlichen parallel und mit Abstand zueinander von dem Grundkörper (12) abstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Verschlußmittel (26) zwischen den beiden Anschlußdrähten (14, 15) innen an der Hülle (21) angebracht wird.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Menge an Verschlußmittel (26) ein Tropfen von 60 mg bis 20 mg verwendet wird.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (18) bei einer Temperatur von größer als 100°C verpreßt wird.
    EP98112094A 1997-10-28 1998-07-01 Verfahren zum Isolieren eines elektrischen Bauteiles Expired - Lifetime EP0913882B1 (de)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19754158A DE19754158A1 (de) 1997-10-28 1997-10-28 Verfahren zum Isolieren eines elektrischen Bauteiles
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    EP0913882A3 EP0913882A3 (de) 2000-05-17
    EP0913882B1 true EP0913882B1 (de) 2005-10-19

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    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP98112094A Expired - Lifetime EP0913882B1 (de) 1997-10-28 1998-07-01 Verfahren zum Isolieren eines elektrischen Bauteiles

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    EP (1) EP0913882B1 (de)
    AT (1) ATE307397T1 (de)
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