DE2207347A1

DE2207347A1 - Elektrisches geraet, insbesondere kleinstromverbraucher, und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2207347A1
Application number: DE2207347A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Witte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-17
Filing date: 1972-02-17
Publication date: 1973-08-30
Also published as: US3870843A; FR2172084A1; FR2172084B3; JPS4893184A

Description

DlPL-PHYS. M.BECKER

PATENTANWÄLTIN

7 STUTTGART-S PFAFFENWEG 53 - TEL. 60030S

A 1770
ν - el

Stuttgart, den 14. Februar 1972

Waldemar Witte

7157 Murrhardt (Württ.) Panoramaweg 17

Elektrisches Gerät, insbesondere Kleinstromverbraucher, und Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät, insbesondere Kleinstromverbraucher, mit vorzugsweise im Gehäuse untergebrachter Stromquelle, das ein an der Gehäuseaussenseite betätigbares Schalterelement aufweist und bei dem die zu einem formstarren Gerüst miteinander verbundenen elektrischen Bauteile

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allseitig in einer Kunststoffmasse eingebettet sind, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Es ist bekannt, elektrische Schaltungsanordnungen in einer Kunststoffschicht, z.B. Epoxydharz, vollständig einzubetten. Dabei werden die Schaltungsanordnungen zunächst als ein formstarres Kernstück ausgebildet und dann im Spritzverfahren von der Kunststoffmasse umkleidet. Die Anfertigung derartiger elektrischer Geräte beschränkte sich bisher im wesentlichen auf geschlossene Schaltelemente oder einzelne Bauteile, wie Relais, Kondensatoren, Heiz-elemente für Tauchsieder und dergl., also auf Geräte und deren Teile, die wiederum in andere Gehäuse eingebaut oder von getrennten Gehäusewänden umkleidet werden.

Bei den bisher bekannten Geräten aus Kunststoff werden die zuvor in der Regel bereits miteinander verdrahteten Bauteile in ein aus mehreren Teilen bestehendes Gehäuse eingesetzt, die Bauteile hierin befestigt und anschliessend die Gehäuseteile miteinander, z.B. durch Verschraubung, Vernietung, Verklebung, verbunden. Die Herstellung dieser Geräte besteht also aus einer Reihe von Arbeitsgängen. Ausserdem müssen die Gehäuseteile für sich angefertigt werden, so dass die Herstellungskosten für _f derartige Kleingeräte relativ hoch sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektrische Geräte, insbesondere Kleinstromverbraucher sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, die in Serie billig herstellbar sind und hinsichtlich ihrer mechanischen und elektrischen

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Eigenschaften sowie hinsichtlich der Formbeständigkeit und Anwendungsmöglichkeiten grosse Vorteile aufweisen. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass sämtliche im Innern des Geräts befindlichen elektrischen Bauteile des Geräts mit Ausnahme des Schalterelements in einem entsprechenden Formwerkzeug im Reaktionsschäumverfahren in Kunststoff eingebettet werden, wobei man anstelle des Schalterelements einen losen Kern verwendet, den man nach dem Aushärten entfernt und danach in die vorgesehene Ausnehmung das Schalterelement in das Gehäuse einsetzt. Der Herstellungsvorgang ist bei dieser Verfahrensweise auf ein Minimum von Arbeitsgängen beschränkt. Nachdem die einzelnen Bauteile, wie die Stromquellen- und Ladeteile sowie gegebenenfalls der Stromverbraucher, zu einem starren Gerüst elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind, z.B. durch Schweissung, Quetschung und dergl., wird dieses Kernstück in ein geeignetes Formwerkzeug eingesetzt und in definierter Stellung fixiert. Im Niederdruckschäumverfahren werden dann die Kunststoffkomponenten, die in der Regel aus monomeren Ausgangsstoffen bestehen, miteinander sorgfältig gemischt, wonach die in der Form verbleibenden Hohlräume mit diesem reaktions- und schaumfähigen Gemisch vollständig ausgefüllt werden. Nach der Aushärtung des Kunststoffschaums sind die Bauteile fest eingebettet. Der Kunststoff bildet auch selbst die Aussenwände des elektrischen Kleingerätes, so dass dann das nach der Aushärtung der Form entnommene Teil das fertige Gerät bildet mit Ausnahme des noch einzusetzenden Schalterelements. Da dieses im Gegen-

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satz zu den übrigen Bauteilen bewegbar sein muss, ist an seiner Stelle beim Schaumverfahren ein loser Kern vorgesehen, der mit einer Trennmittelschicht versehen sein kann, um leichter entfernt werden zu können.

Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Gerät eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Schalterelements auf, wobei an dem Schalterelement Kontaktmittel vorgesehen sind, die beim Einschieben mit im Gehäuse starr angeordneten Gegenkontakten zusammenwirken.

Eine besonders einfache Ausführung des Schfebeschalters kann gemäss der Erfindung erreicht werden, wenn die Ausnehmung als ein das Gerät quer durchdringender Kanal ausgebildet und der Schalter als ein diesen Kanal durchdringender Schiebeschalter vorgesehen ist, der von zwei diametral zueinander angeordneten Seiten aus dem bzw. in das Gerätegehäuse je nach Schaltstellung schiebbar ist. Für diese Zwecke kann das Schalterelement erfindungsgemäss als ein aus Blattfedern gebildeter rechteckförmiger Schieberahmen mit seitlich angebrachten Laschen für die Befestigung von Schalterknöpfen ausgebildet sein. Wenn bei einem solchen Schalterelement an der unteren, auf der Stromschiene gleitenden Blattfeder eine Sicke angebracht ist, die je nach der Ein- oder Ausschaltstellung in jeweils eine von beiden in der Stromschiene vorgesehenen Rastnuten einrastbar ist und die obere Blattfeder eine Bohrung aufweist, in die der eine Kontakt des Stromverbrauchers in der Schalter-Aus-

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Stellung eingreift, ist auf einfache Weise eine Durchführung des Ein- und Ausschaltvorgangs möglich.

Als Kunststoffe werden vorzugsweise Polyurethane verwendet, die im Niederdruckschäumverfahren aus den Ausgangsstoffen Polyol und Isocyanat unter Zusatz eines Treibgases gebildet werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der anliegenden Zeichnung, in welcher ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer wiederaufladbaren Taschenleuchte dargestellt ist. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Taschenleuchte mit mittels einer Kappe abdeckbaren Steckerstiften zur Wiederaufladung am Lichtnetz,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Taschenleuchte bei abgenommener Kappe,

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 einen vergrösserten Teilausschnitt aus Fig. 3.,

Fig. 5 eine Ansicht eines Schalterelements gemäss der Erfindung in schaubildlicher Darstellung.

In der Zeichnung ist als Ausführungsform eines Kleinstromverbrauchers, der nach dem erfindungsgemassen Verfahren her-

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gestellt ist, eine wiederladbare Taschenlampe gezeigt. Das Leuchtengehäuse ist insgesamt mit 10 bezeichnet, während die auf das Endteil dieses Gehäuses aufsteckbare Kappe mit 11 wiedergegeben ist. Das gesamte Gerätegehäuse besteht aus einem geschäumten Kunststoff 16, der die elektrischen Bauteile im Innern vollständig umgibt und auch gleichzeitig die aussere Wandung des Gerätes bildet. Sämtliche sich zwischen den Bauteilen befindlichen Hohlräume im Innern des Gerätes sind von der Kunststoffmasse 16 ausgefüllt. Es ergibt sich ein formstabiles, kompaktes Gerät mit schlagfesten, porenlosen, glatten Aussenflachen. Die im Innern des Gerätes befindlichen Bauelemente, von denen lediglich die Steckerstifte 12 und 13 zum Hiederaufladen des Geräts nach aussen ragen, sind in den Kunststoff 16 eingeschäumt worden und haben hierin auch eine mechanische Befestigung gefunden.

Der Aufbau des Gerätes ist im einzelnen aus den Figuren 2 und ersichtlich. Die Steckerstifte 12 und 13 sind in einer Steckerbrücke 14 gehalten. Von den Steckern führen elektrische Leitungen 17, 18 zum Ladeteil 19, in welchem äie elektrische Wechselspannung des Lichtnetzes beim Aufladen gleiöhigericstoitet und herabgesetzt wird. Es schlieast sich der in einem DoppeO.-kamraergehäuse untergebrachte Akkumulator 20 an, auf dessen Minuspol 21 eine abgewinkelte Stromschiene 23 aufliegt

ORiCMNAL INSPECTED

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die von der einen zum Steckerstift 13 führenden Leitung 18 abzweigt. Der positive Gleichstromausgang 19a des Ladebausteins ist mit dem Pluspol 21a des Akkumulators 20 verbunden. Von hier führt eine weitere Stromschiene 22 im äusseren Bereich des Kunststoffgehäuses zum Gewindesockel der Glühlampe 25. Der Bodenkontakt 26 der Glühbirne 25 ragt bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltstellung in eine Bohrung 27 eines in Fig. 4 und 5 vergrössert dargestellten, insgesamt mit 28 bezeichneten Schiebeschalters. Dieser Schiebeschalter ist in einem das Gehäuse senkrecht zur Längsachse durchquerenden Kanal 50 eingesetzt. Das Schalterelement 28 ist als ein aus Blattfedern 29 und 30 gebildeter rechteckiger Schieberahmen ausgebildet, an welchem seitliche Laschen 31 befestigt sind, auf deren freie Enden aus Kunststoff bestehende Schaltknöpfe 32 und 33 aufgesteckt werden (Fig. 4) .

Bei der in Fig. 4 dargestellten Schaltstellung ist der zur Unterscheidung gegenüber dem anderen Schiebeknopf 33 kleiner dimensionierte Schaltknopf 32 in eine entsprechend geformte Ausnehmung 35 des Gehäuses ganz hineingeschoben, während der diametral gegenüberliegende Schaltknopf 33 aus der entsprechend geformten Gehäuseaussparung 34 herausragt. In dieser Stellung greift der als Hütchen ausgebildete Bodenkontakt 26 in eine Bohrung 27 der oberen Blattfeder 30 hinein und ist hierin isoliert, d.h. kontaktlos. Die Glühlampe ist dann ausgeschaltet.

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Beim Einschieben des Schalterknopfes 33 in radialer Richtung des Gehäuses wird der Rechteckrahmen 28, dessen untere Blattfeder 29 eine Sicke 37 aufweist, die in dieser Stellung in eine Rastnut 40 der Stromschiene 23 eingreift, aus dieser Raststellung soweit im Gehäuse verschoben, bis die Sicke 37 in eine zweite Rastnut 39 der Stromschiene 23 einrastet. In diesem Fall gleitet der Bodenkontakt 26 der Glühlampe 25 auf der oberen Blattfeder 30, die infolge ihrer elektrisch leitenden Verbindung zum Minuspol 21 an Spannung liegt. In dieser Stellung leuchtet das Lämpchen 25 also auf. Zur Betätigung der Schaltfunktion sind bei dem dargestellten Gerät also die Schaltknöpfe 32, 33 wechselweise in radialer Richtung in das Gehäuse einschiebbar, wobei dann der entgegengesetzte Schalterknopf aus seiner in der Gehäusewand vorgesehenen Ausnehmung bzw. 35 aus dem Gehäuse herausragt. Die Schaltfunktion ist dadurch sehr einfach.

Die Linsenabdeckung 39 ist fest mit dem Kunststoffgehäuse verbunden. Der Gerätekopf weist eine parabolförmige Ausnehmung auf, in welcher ein metallischer Reflektor 46 eingesetzt ist, der zweckmässig vor dem Schäumprozess montiert ist. Um diese Baueinheit kann ein Gummiring 42 gelegt werden, um evtl. austretende Schaummasse vom Linsenteil fernzuhalten. Hierdurch wird erreicht, dass das Gerät wasserdicht ist, so dass die Lampe auch unter Wasser verwendet werden kann.

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Die beschriebene Glühlampe 1st wasserdicht, seewasserbeständig, schwimmfähig und temperaturbeständig. Das Gewicht let gegenüber den herkömmlichen Geräten dieser Art weit reduziert, so dass sich ein handliches, leichtes Gerät ergibt. Die Herstellung kann In grossen Serien mittels Automaten erfolgen, so dass die Arbeltszelt und die Herstellungskosten äusserst niedrig gehalten werden können.

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_{A Λ} - ORiSINAL !N3FECTE0

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Claims

Patentansprüche:

l.jVerfahren zur Herstellung eines elektrischen Geräts, insbesondere Kleinstromverbrauchers alt vorzugsweise in Qehiuse untergebrachter Stromquelle, das ein an der Gehäuseaussenseite betätigbares Schalterelement aufweist und bei dem die su einem formstarren Gerüst miteinander verbundenen elektrischen Bauteile allseitig in einer Kunststoffmasse eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche im Innern de· Gerätes befindlichen Bauteile des Gerätes mit Ausnahme des Schalterelements in einem entsprechenden Formwerkzeug im Reaktionsschäumverfahren in Kunststoff eingebettet werden, wobei man anstelle des Schalterelements einen löten Kern verwendet, den man nach dem Aushärten entfernt end danach in die vorgesehene Ausnehmung das Scheitere lerne at in da· Gehäuse einsettt.
2. »ach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 hergestelltes elektrisches Gerät, insbesondere Kleinetromverbraucher, bei dem •amtliche im Innern des Gerätes befindlichen Bauteile alt Aaenalu» de· echalterelaments in Kunststoff eingebettet sind, 4*dmrch ^kennzeichnet, dues der Kunststoff (16) auch dl· äussere Oehtueewandun? bildet und das Gerat eine Ausnehmung (BO) eur Aufnahme eines Schaltelemente (28) auf weift, wobei an dem S*fca|ter element Kontaktmittel (27, 37) vorgesehen

ä 309835/0637 ORIGINAL tNSPECTED

sind, die beim Einschieben mit im Gehäuse starr angeordneten Gegenkoriakten (26; 39, 40) zusammenwirken.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung als ein das Gerät quer durchdringender Kanal (50) ausgebildet und der Schalter als ein diesen Kanal durchdringender Schiebeschalter vorgesehen ist, der von zwei diametral zueinander angeordneten Seiten aus dem bzw. in das Gerätegehäuse je nach Schaltstellung schiebbar ist.
4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalterelement (28) als ein aus Blattfedern (29, 30) gebildeter rechteckförmiger Schieberahmen mit seitlich angebrachten Laschen (31) für die Befestigung von Schalterknöpfen (32, 33) ausgebildet ist und der Schieberahmen auf einer auf dem Pol (21) des Akkumulators (20) gelagerten Stromschiene (23) gleitbar ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der unteren, auf der Stromschiene (22) gleitenden Blattfeder (29) eine Sicke (37) angebracht ist, die je nach der Ein- oder Ausschaltetellung in jeweils eine der beiden in der Stromschiene (23) vorgesehenen Rastnuten (39, 40) einrastbar ist.

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6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Blattfeder (30) eine Bohrung (27) aufweist, in die der eine Kontakt (26) des Stromverbrauchers (25) in der Schalter-Aus-Stellung eingreift.

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