WO1998003985A1 - Electrical device, in particular a relay, with two-part housing and method for joining the housing - Google Patents
Electrical device, in particular a relay, with two-part housing and method for joining the housing Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to an electrical component with a two-part housing, a first housing part made of plastic and a second plastic part also consisting of plastic having their edges welded to one another.
- the invention also relates to a method for joining the two-part component housing.
- the aim of the present invention is to create an electrical component with a two-part housing and to specify a joining method for it, in which the heat for welding the housing parts to the parts to be welded in a targeted manner
- Areas can be brought so that unnecessary heating of other parts of the component is avoided.
- this goal is achieved in a component of the type mentioned, in particular in a relay, in that in the joining area between the edges of the a circumferential heating conductor is arranged in both housing parts.
- the heating conductor provided according to the invention in the form of a resistance wire or a laceless sheet metal strip directly in the area of the housing edges to be welded, it is possible to generate the welding heat directly at the desired point, the joining process being controlled precisely by the dimensioning of the welding current and the heating duration - can be learned.
- This joining method is particularly advantageous when, in the case of a relay, an electromagnet system is arranged in one of the housing parts, a contact arrangement is arranged in the other housing part, and an armature is arranged in the area between the two housing parts, the direction of movement of the armature or a movable one actuated by it Contact is perpendicular to the joint plane of the two housing parts.
- Anchor overstroke can be set by a more or less large deformation of the housing edges. This is controlled by appropriate measurement of the welding current and the joining time in connection with a pressure exerted on the two housing parts.
- the response value of the relay is preferably measured, and the joining process is ended when a predetermined response value has been reached.
- FIG. 1 shows a relay designed according to the invention in a perspective sectional view
- Figure 2 shows a lower housing part of the relay of Figure 1
- the relay shown in the drawing has a two-part housing with a first, lower housing part 1 in the form of a half-shell and a second, upper housing part 2, also in the form of a half-shell.
- the edges of the two half-shells are nestled in a box shape.
- the lower housing part 1 has an inwardly offset edge 11, while the second housing part 2 has an appropriately outwardly offset edge 21, which also has a circumferential, deformable rib 22.
- a circumferential channel is formed, in which a heating wire 3 is arranged in the form of a resistance wire.
- the ends 31 and 32 of the resistance wire are shown only schematically. They are connected to an AC power source, not shown, for heating the wire.
- a relay system is arranged inside the housing.
- this consists of a magnet system with a U-shaped core yoke 4 and a coil 5 wound over the central part of the core yoke, which are fastened in the upper housing part 2.
- An armature 6 bridges the two ends of the core yoke 4 when the magnet system is excited.
- This armature actuates a contact system which is arranged in the lower housing part 1. It comprises two fixed contact elements 12 and 13, between which a movable contact 14 can be switched.
- This movable contact 14 is fastened on an L-shaped contact spring 7, which is fastened, for example welded, to a spring support 8 with its fastening end 7a.
- the armature 6 is also welded to this contact spring 7 or fastened in another way, so that it takes the contact spring with it when it switches.
- the fixed contact elements 12 and 13 with their connecting elements 12a and 13a as well as the spring support 8 are injected into the lower housing part 1 with a connecting pin, not shown, so that the connecting elements are led out tightly.
- the contact spring 7 which is already connected to the armature 6, fastened, in addition, the heating wire 3 is arranged on the shoulder 15 next to the edge 11 of the lower housing part.
- the wire ends 31 and 32 are brought very close to each other as required or crossed with the interposition of an insulating film so that the entire peripheral edge can be heated without gaps.
- the upper housing part containing the magnet system with the injected coil connecting elements 23 and 24 is then placed on the lower housing part 1 thus prepared.
- the edges of the two housing parts are then heated by introducing a heating current I through the heating wire 3, the peripheral rib 22 in particular melting.
- a pressure F By exerting a pressure F in the direction of arrow 9, the housing parts are pressed together, the edges melting together.
- the armature 6 with the contact spring 7 lies in the lower housing part, the stroke available for the armature can be adjusted by compressing the housing parts to a greater or lesser extent, whereby a certain response value of the relay is also determined.
- the response voltage can be measured electrically during the joining process. If a predetermined response value is then reached, the joining process is interrupted, i. that is, the heating current is switched off and the pressure F is removed from the housing. After cooling, the relay is adjusted and sealed at the same time.
- the wire ends 31 and 32 can be separated, while the heating wire 3 otherwise remains in the housing.
- a narrow metal strip could also be used. It would also be possible to embed the resistance wire or the sheet metal strip during the manufacture of the one housing part, so that a separate assembly step is not necessary.
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Abstract
The device has a two-part housing with two half shells (1, 2) joined together at their edges. To weld the two half shells, a heating wire is laid between the adjoining edges and, during the joining operation, is charged with a welding current. This yields a localized application of the welding energy. The housing can be sealed in a simple manner, at the same time allowing adjustment of the functional distance between the functional elements of the device situated in the two parts of the housing.
Description
Beschreibungdescription
Elektrisches Bauelement, insbesondere Relais, mit zweiteiligem Gehäuse und Verfahren zum Fügen des GehäusesElectrical component, in particular relay, with a two-part housing and method for joining the housing
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit einem zweiteiligen Gehäuse, wobei ein aus Kunststoff bestehender erster Gehäuseteil und ein ebenfalls aus Kunststoff bestehender zweiter Gehäuseteil mit ihren Rändern aufeinanderliegend verschweißt sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fügen des zweiteiligen Bauelementgehäuses.The invention relates to an electrical component with a two-part housing, a first housing part made of plastic and a second plastic part also consisting of plastic having their edges welded to one another. The invention also relates to a method for joining the two-part component housing.
Aus der DE 32 46 497 AI ist eine zweigeteilte Kappe für ein Relais bekannt, wobei die beiden Gehäuseteile mit Ultraschall verschweißt werden. Die Anwendung von Ultraschall an einemFrom DE 32 46 497 AI a two-part cap for a relay is known, the two housing parts being welded with ultrasound. The use of ultrasound on one
Relais ist jedoch insofern problematisch, als unter Umständen durch die auftretenden Schwingungen die Kontakte beeinträchtigt werden könnten.Relays, however, are problematic in that, under certain circumstances, the contacts could be impaired by the vibrations that occur.
Wenn aber die Gehäuseteile mittels anderer Schweißverfahren verbunden werden sollen, ist es schwierig, die Schweißenergie gezielt an die zu verbindenden Ränder hinzuführen, ohne dabei andere Gehäuseflachen oder gar Funktionsteile im Inneren des Bauelementes zu stark zu erwärmen und dadurch zu beeinträch- tigen.If, however, the housing parts are to be connected by means of other welding processes, it is difficult to direct the welding energy to the edges to be connected without heating up other housing surfaces or even functional parts inside the component too much and thereby impairing them.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Bauelement mit einem zweiteiligen Gehäuse zu schaffen und ein Fügeverfahren dafür anzugeben, bei dem die Wärme zum Ver- schweißen der Gehäuseteile gezielt an die zu verschweißendenThe aim of the present invention is to create an electrical component with a two-part housing and to specify a joining method for it, in which the heat for welding the housing parts to the parts to be welded in a targeted manner
Bereiche gebracht werden kann, so daß eine unnötige Erwärmung anderer Teile des Bauelementes vermieden wird.Areas can be brought so that unnecessary heating of other parts of the component is avoided.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einem Bauelement der eingangs genannten Art, insbesondere bei einem Relais, dadurch erreicht, daß im Fügebereich zwischen den Rändern der
beiden Gehäuseteile ein umlaufender Heizleiter angeordnet ist .According to the invention, this goal is achieved in a component of the type mentioned, in particular in a relay, in that in the joining area between the edges of the a circumferential heating conductor is arranged in both housing parts.
Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Heizleiter in Form ei- nes Widerstandsdrahtes oder eines schnürlosen Blechbandes direkt im Bereich der zu verschweißenden Gehäuseränder ist es möglich, die Schweißwärme unmittelbar an der gewünschten Stelle zu erzeugen, wobei durch die Bemessung des Schweißstromes und durch die Heizdauer der Fügeprozess genau gesteu- ert werden kann.By means of the heating conductor provided according to the invention in the form of a resistance wire or a laceless sheet metal strip directly in the area of the housing edges to be welded, it is possible to generate the welding heat directly at the desired point, the joining process being controlled precisely by the dimensioning of the welding current and the heating duration - can be learned.
Besonders vorteilhaft ist dieses Fügeverfahren dann anzuwenden, wenn bei einem Relais in einem der Gehäuseteile ein Elektromagnetsystem, in dem anderen Gehäuseteil eine Kon- taktanordnung und im Bereich zwischen beiden Gehäuseteilen ein Anker angeordnet sind, wobei die Bewegungεrichtung des Ankers bzw. eines von ihm betätigten beweglichen Kontaktes senkrecht zur Fügeebene der beiden Gehäuseteile steht. In diesem Fall kann der Abstand zwischen den in beiden Gehäuse- teilen befestigten Funktionselementen bzw. der Ankerhub oderThis joining method is particularly advantageous when, in the case of a relay, an electromagnet system is arranged in one of the housing parts, a contact arrangement is arranged in the other housing part, and an armature is arranged in the area between the two housing parts, the direction of movement of the armature or a movable one actuated by it Contact is perpendicular to the joint plane of the two housing parts. In this case, the distance between the functional elements fastened in both housing parts or the armature stroke or
Anker-Überhub durch eine mehr oder weniger große Deformation der Gehäuseränder eingestellt werden. Dies wird durch entsprechende Bemessung des Schweißstromes und der Fügezeit in Verbindung mit einem auf die beiden Gehäuseteile ausgeübten Druck gesteuert. Während des Fügens wird dabei vorzugsweise der Ansprechwert des Relais gemessen, und der Fügevorgang wird dann beendet, wenn ein vorgegebener Ansprechwert erreicht ist.Anchor overstroke can be set by a more or less large deformation of the housing edges. This is controlled by appropriate measurement of the welding current and the joining time in connection with a pressure exerted on the two housing parts. During the joining, the response value of the relay is preferably measured, and the joining process is ended when a predetermined response value has been reached.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing. It shows
Figur 1 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in einer perspektivischen Schnittdarstellung und1 shows a relay designed according to the invention in a perspective sectional view and
Figur 2 einen Gehäuse-Unterteil des Relais von Figur 1
Das in der Zeichnung dargestellte Relais besitzt ein zweiteiliges Gehäuse mit einem ersten, unteren Gehäuseteil 1 in Form einer Halbschale und einem zweiten, oberen Gehäuseteil 2, ebenfalls in Form einer Halbschale. Die beiden Halbschalen sind mit ihren Rändern schachteiförmig ineinandergesteckt . Zu diesem Zweck besitzt der untere Gehäuseteil 1 einen nach innen abgesetzten Rand 11, während der zweite Gehäuseteil 2 einen entsprechend nach außen abgesetzten Rand 21 besitzt, der zudem eine umlaufende, deformierbare Rippe 22 aufweist. Zwi- sehen dieser Rippe 22 und dem Rand 11 ist ein umlaufender Kanal gebildet, in welchem ein Heizdraht 3 in Form eines Wider- standsdrahtes angeordnet ist. Die Enden 31 und 32 des Widerstandsdrahtes sind nur schematisch gezeigt. Sie werden zum Aufheizen des Drahtes an eine nicht gezeigte Wechselstrom- quelle angeschlossen.Figure 2 shows a lower housing part of the relay of Figure 1 The relay shown in the drawing has a two-part housing with a first, lower housing part 1 in the form of a half-shell and a second, upper housing part 2, also in the form of a half-shell. The edges of the two half-shells are nestled in a box shape. For this purpose, the lower housing part 1 has an inwardly offset edge 11, while the second housing part 2 has an appropriately outwardly offset edge 21, which also has a circumferential, deformable rib 22. Between this rib 22 and the edge 11, a circumferential channel is formed, in which a heating wire 3 is arranged in the form of a resistance wire. The ends 31 and 32 of the resistance wire are shown only schematically. They are connected to an AC power source, not shown, for heating the wire.
Im Inneren des Gehäuses ist ein Relaissystem angeordnet. Dieses besteht im vorliegenden Beispiel aus einem MagnetSystem mit einem U-förmigen Kernjoch 4 und einer über den Mittelteil des Kernjochs gewickelten Spule 5, welche in dem oberen Gehäuseteil 2 befestigt sind. Ein Anker 6 überbrückt bei Erregung des Magnetsystems die beiden Enden des Kernjochs 4. Dieser Anker betätigt ein Kontaktsystem, welches in dem unteren Gehäuseteil 1 angeordnet ist. Es umfaßt zwei Festkontaktele- mente 12 und 13, zwischen denen ein beweglicher Kontakt 14 umschaltbar ist. Dieser bewegliche Kontakt 14 ist auf einer L-förmigen Kontaktfeder 7 befestigt, die mit ihrem Befestigungsende 7a an einem Federträger 8 befestigt, beispielsweise verschweißt, ist. Der Anker 6 ist auf dieser Kontaktfeder 7 ebenfalls verschweißt oder auf andere Weise befestigt, so daß er bei seiner Schaltbewegung die Kontaktfeder mitnimmt .A relay system is arranged inside the housing. In the present example, this consists of a magnet system with a U-shaped core yoke 4 and a coil 5 wound over the central part of the core yoke, which are fastened in the upper housing part 2. An armature 6 bridges the two ends of the core yoke 4 when the magnet system is excited. This armature actuates a contact system which is arranged in the lower housing part 1. It comprises two fixed contact elements 12 and 13, between which a movable contact 14 can be switched. This movable contact 14 is fastened on an L-shaped contact spring 7, which is fastened, for example welded, to a spring support 8 with its fastening end 7a. The armature 6 is also welded to this contact spring 7 or fastened in another way, so that it takes the contact spring with it when it switches.
Bei der Herstellung des Relais werden die Festkontaktelemente 12 und 13 mit ihren Anschlußelementen 12a bzw. 13a ebenso wie der Federträger 8 mit einem nicht gezeigten Anschlußstift in den unteren Gehäuseteil 1 eingespritzt, so daß die Anschlußelemente dicht herausgeführt sind. An dem Federträger wird
die Kontaktfeder 7, die bereits mit dem Anker 6 verbunden ist, befestigt, außerdem wird auf dem Absatz 15 neben dem Rand 11 des unteren Gehäuseteiles der Heizdraht 3 angeordnet. Die Drahtenden 31 und 32 werden dabei nach Bedarf sehr nahe aneinander herangeführt oder auch unter Zwischenfügung einer Isolierfolie gekreuzt, damit der gesamte Umfangsrand lückenlos erwärmt werden kann .In the manufacture of the relay, the fixed contact elements 12 and 13 with their connecting elements 12a and 13a as well as the spring support 8 are injected into the lower housing part 1 with a connecting pin, not shown, so that the connecting elements are led out tightly. On the spring support the contact spring 7, which is already connected to the armature 6, fastened, in addition, the heating wire 3 is arranged on the shoulder 15 next to the edge 11 of the lower housing part. The wire ends 31 and 32 are brought very close to each other as required or crossed with the interposition of an insulating film so that the entire peripheral edge can be heated without gaps.
Auf den so vorbereiteten unteren Gehäuseteil 1 wird dann der das Magnetsystem enthaltende obere Gehäuseteil mit den eingespritzten Spulenanschlußelementen 23 und 24 aufgesetzt. Durch Einleiten eines Heizstroms I durch den Heizdraht 3 werden dann die Ränder der beiden Gehäuseteile erwärmt, wobei insbesondere die umlaufende Rippe 22 schmilzt. Durch Ausübung ei- nes Drucks F in Richtung des Pfeiles 9 werden dabei die Gehäuseteile zusammengedrückt, wobei die Ränder miteinander verschmelzen. Da der Anker 6 mit der Kontaktfeder 7 in dem unteren Gehäuseteil liegt, kann durch mehr oder weniger starkes Zusammendrücken der Gehäuseteile der für den Anker zur Verfügung stehende Hub eingestellt werden, wodurch auch ein bestimmter Ansprechwert des Relais festgelegt wird. Zu diesem Zweck kann man während des Fügens ständig die Ansprechspannung elektrisch messen. Ist dann ein vorgegebener An- sprechwert erreicht, wird der Fügevorgang abgebrochen, d. h., der Heizstrom wird abgeschaltet und der Druck F vom Gehäuse genommen. Nach dem Erkalten ist das Relais justiert und zugleich abgedichtet. Die Drahtenden 31 und 32 können abgetrennt werden, während der Heizdraht 3 ansonsten im Gehäuse verbleibt .The upper housing part containing the magnet system with the injected coil connecting elements 23 and 24 is then placed on the lower housing part 1 thus prepared. The edges of the two housing parts are then heated by introducing a heating current I through the heating wire 3, the peripheral rib 22 in particular melting. By exerting a pressure F in the direction of arrow 9, the housing parts are pressed together, the edges melting together. Since the armature 6 with the contact spring 7 lies in the lower housing part, the stroke available for the armature can be adjusted by compressing the housing parts to a greater or lesser extent, whereby a certain response value of the relay is also determined. For this purpose, the response voltage can be measured electrically during the joining process. If a predetermined response value is then reached, the joining process is interrupted, i. that is, the heating current is switched off and the pressure F is removed from the housing. After cooling, the relay is adjusted and sealed at the same time. The wire ends 31 and 32 can be separated, while the heating wire 3 otherwise remains in the housing.
Anstelle des Widerstandsdrahtes 3 könnte auch ein schmales Blechband verwendet werden. Dabei wäre es auch möglich, den Widerstandsdraht oder das Blechband bereits bei der Herstellung des einen Gehäuseteiles mit einzubettten, so daß ein ge- trennter Montageschritt nicht erforderlich ist.
Instead of the resistance wire 3, a narrow metal strip could also be used. It would also be possible to embed the resistance wire or the sheet metal strip during the manufacture of the one housing part, so that a separate assembly step is not necessary.
Claims
1. Elektrisches Bauelement mit einem zweiteiligen Gehäuse, wobei ein aus Kunststoff bestehender erster Gehäuseteil (1) und ein ebenfalls aus Kunststoff bestehender zweiter Gehäuseteil (2) mit ihren Rändern (11, 21) aufeinanderliegend verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Fügebereich zwischen den Rändern (11, 21) der beiden Gehäuseteile (1, 2) ein umlaufender Heizleiter (3) angeordnet ist.1. Electrical component with a two-part housing, a plastic housing part (1) and a plastic housing part (2) with their edges (11, 21) are welded one on top of the other, characterized in that in the joining area between the Edges (11, 21) of the two housing parts (1, 2) a circumferential heating conductor (3) is arranged.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (3) ein Widerstandsdraht ist.2. Component according to claim 1, characterized in that the heating conductor (3) is a resistance wire.
3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- ne , daß der Heizleiter (3) ein Blechband ist.3. Component according to claim 1, characterized in that the heating conductor (3) is a sheet metal strip.
4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß in einem der Gehäuseteile (2 ) ein Elektromagnetsystem (4, 5), in dem anderen Gehäuseteil (1) eine Kontaktanordnung (12, 13, 14) und im Bereich zwischen beiden Gehäuseteilen ein Anker (6) angeordnet sind und daß die Bewegungsrichtung des Ankers (6) eines von ihm betätigten bewegbaren Kontaktes (14) senkrecht zur Fügeebene der beiden Gehäuseteile (1, 2) steht.4. Component according to one of claims 1 to 3, characterized in that in one of the housing parts (2) an electromagnet system (4, 5), in the other housing part (1) a contact arrangement (12, 13, 14) and in the area between An armature (6) is arranged in both housing parts and that the direction of movement of the armature (6) of a movable contact (14) actuated by it is perpendicular to the joining plane of the two housing parts (1, 2).
5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrischen Anschlüsse (12a, 13a, 23, 24) in den jeweils zugehörigen Gehäuseteilen (1, 2) dicht eingebettet sind.5. Component according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical connections (12a, 13a, 23, 24) in the respective associated housing parts (1, 2) are tightly embedded.
6. Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Gehäuseteil (1, 2) jeweils mit ihren Funktionselementen bestückt werden, daß auf dem Rand (15) des einen Gehäuseteiles (1) ein umlaufender Heizleiter (3) angeordnet wird, daß beide Gehäuseteile (1, 2) mit ihren Rändern (11, 21) aufeinandergelegt werden und daß schließlich durch Einleiten eines Schweißstroms (I) in den Heizleiter (3) und durch Ausüben einer Fügekraft (F) die Ränder der beiden Gehäuseteile (1, 2) verschweißt werden.6. A method for producing a component according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first and the second housing part (1, 2) are each equipped with their functional elements that on the edge (15) of a housing part (1) a circumferential heating conductor (3) is arranged, that the two housing parts (1, 2) are placed one on top of the other with their edges (11, 21) and that finally the edges of the two housing parts (1, 2) be welded.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß während des Fügens die Gehäusehöhe gemessen wird und daß nach Erreichen einer vorgegebenen Gehäusehöhe der Schweißvorgang beendet wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the housing height is measured during the joining and that the welding process is ended after reaching a predetermined housing height.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Fügens die Ansprechwerte des Bauelementes elektrisch gemessen werden und daß beim Erreichen vor- gegebener Kennwerte der Fügevorgang beendet wird.8. The method according to claim 6, characterized in that the response values of the component are measured electrically during the joining and that the joining process is ended when predetermined characteristic values are reached.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Heizleiter (3 ) bei der Herstellung eines der Gehäuseteile (1; 2) in dessen Randbereich (15) eingebettet wird. 9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the heating conductor (3) in the manufacture of one of the housing parts (1; 2) is embedded in the edge region (15).
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19629080.5 | 1996-07-18 | ||
| DE19629080 | 1996-07-18 |
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Family Applications (1)
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| PCT/DE1997/001424 WO1998003985A1 (en) | 1996-07-18 | 1997-07-07 | Electrical device, in particular a relay, with two-part housing and method for joining the housing |
Country Status (1)
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| DE3246497A1 (en) * | 1981-12-18 | 1983-06-30 | W. Gruner GmbH & Co Elektrotechnik KG, 7209 Wehingen | Bisected cap for a relay |
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