具有開關狀態顯示的開關繼電器的製作方法
2023-06-22 05:22:31
專利名稱：具有開關狀態顯示的開關繼電器的製作方法
技術領域：
本發明涉及電磁開關繼電器，尤其是涉及具有可視指示器的繼電器。
背景技術：
開關繼電器用於各種技術領域，尤其是用於汽車業。開關繼電器有各種結構形式。例如，公開專利申請DE19920742A1公開了一種電磁繼電器，該電磁繼電器有基座、磁體系統和銜鐵簧，其中，磁體系統有一個銜鐵，兩個槓桿部分成一體形成於銜鐵上。這兩個槓桿部分形成銜鐵簧的支承點。銜鐵簧的另一支承點位於固定的繼電器部分內。通過使固定的繼電器部分彎曲，可以對銜鐵進行調節，從而可以調節觸點間距。
已知開關繼電器的一個問題是繼電器的開關狀態(閉合或斷開)通常不能確定。在已知繼電器中，觸點布置可以通過在繼電器殼體上的觀察窗進行檢查。觸點間距構成為足夠大，這樣，當開關觸點斷開時，它的狀態可以通過視覺識別。不過，該結構的缺點是觸點必須布置在殼體的觀察窗附近，而且，當觸點斷開時觸點間距必須足夠大。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種電磁開關繼電器，其中，開關狀態能夠更容易地識別。
本發明的另一目的是提供一種用於開關繼電器的顯示元件，以便顯示開關繼電器的開關位置。
本發明的開關繼電器有一個顯示元件，該顯示元件可移動地安裝，並與開關觸點可聯動地連接，根據開關觸點的位置而從靜止位置向顯示位置運動。使用機械顯示元件的優點是不管觸點元件的位置如何，都可以清楚地可視顯示開關狀態。而且，顯示元件可以將觸點間距的很小變化或銜鐵位置的很小變化通過顯示元件而轉變成顯示元件的明顯變化。根據顯示元件的位置的明顯變化，可以簡便地識別開關繼電器的開關狀態。
優選是，顯示元件並不直接與開關觸點相連，而是與一個位置取決於開關觸點位置的部件可聯動地連接。在一個優選實施例中，顯示元件與銜鐵或銜鐵簧可聯動地連接。
顯示元件中包括具有指針的柔性連接點，以便放大觸點或銜鐵的運動。這可以更清楚地顯示開關的位置。優選是，開關觸點的偏移通過槓桿作用放大，並轉換成指針或顯示元件的更大偏移。
下面將參考附圖更詳細地介紹本發明，附圖中圖1所示為開關繼電器的示意圖，其中沒有殼體。
圖2所示為從下面看時開關繼電器的視圖。
圖3所示為開關繼電器的剖面圖。
圖4所示為開關繼電器的第二剖面圖。
圖5所示為顯示元件的第一實施例的透視圖。
圖6所示為顯示元件的第二實施例的透視圖。
圖7所示為開關繼電器的另一實施例。
圖8所示為顯示元件的另一實施例。
具體實施例方式
圖1表示了開關繼電器1的主要部件，其中除去了殼體。該開關繼電器1有電磁線圈4，該電磁線圈位於磁心6上。軛鐵7位於電磁線圈4下面，並抵靠一永磁體32。磁心6布置在永磁體上方。在右手側，軛鐵7超過電磁線圈4凸出，並作為銜鐵板21(圖2)的抵靠表面。軛鐵7左手端終止於一保持板17，該保持板17衝壓成Z字形。銜鐵簧9固定在保持板17頂面上的第一彈簧板18上。該第一彈簧板18斜向上延伸伸過電磁線圈4，並與第二彈簧板19相連。第二彈簧板19布置成基本與電磁線圈4的頂面平行，並延伸到電磁線圈4的右手端。在電磁線圈4的右手端，第二彈簧板19延伸到彎曲區域31。第三彈簧板20從該彎曲區域31伸出，並布置成基本平行於電磁線圈4的端表面。
在銜鐵簧9上面有按鈕10，該按鈕10安裝在開關繼電器1的殼體(未示出)內。按鈕10的中心推壓表面通過彈性波紋管與固定的外框架相連。外框架安裝在殼體內。該中心推壓表面可以通過人工驅動而以朝著第二彈簧板19的方向向下按壓，從而將彈簧板19向下壓。
電磁線圈4有用於觸發的電接線端5。而且，還提供有第一和第二負載接線端2、3，該第一和第二負載接線端2、3在軛鐵7下面橫向延伸，並根據開關繼電器1的開關位置而彼此導電連接或彼此絕緣。顯示元件11布置在電磁線圈4的縱向右手側，該顯示元件11有保持件12、第一和第二臂13、14以及顯示表面15。保持件12與軛鐵7相連。保持件12通過第一彈性連接件39與第一臂13相連。第一臂13基本垂直地從軛鐵7向上延伸到低於第二彈簧板19處。顯示表面15形成於第一臂13的端頭處，並在電磁線圈4上面橫向延伸。第二彈簧板19有在顯示表面15之上的顯示開口16。
圖1表示了處於第一位置的顯示表面15。第二臂14通過第二彈性連接件41與第一臂13相連，並布置成基本平行於第一臂13。在上端處，第二臂14有製成狹槽形式的安裝區域28。第二彈簧板19推入該安裝區域28中，因此，當第二彈簧板19的垂直位置改變時，第二臂14也運動，從而使第一臂13也運動。這意味著顯示元件11夾在軛鐵7和第二彈簧板19之間。軛鐵7的位置是固定的，因此，顯示表面15的位置僅取決於第二彈簧板19的垂直位置。例如，當第二彈簧板19向下壓時，如圖1所示，那麼第二臂14也向下壓。因為第二臂14與第一臂13相連，在第一臂13的底端產生了一個力，因此，也將臂13向下拉動，同時，第一柔性連接件39向下彎曲。因此，顯示表面15向下和向右傾斜。因為第一臂13的長度，第二彈簧板19在高度上的較小變化將轉變成顯示表面15的相對較大的橫向樞軸運動。在第一位置時，顯示表面15優選是相對於第二彈簧板的平面稍微傾斜。
圖2表示了從下面看時開關繼電器1的透視圖。其中，可以清楚地看見第一和第二負載接線端2、3的形狀，它們分別展開成第一和第二接觸件22、23，各接觸件22、23在電磁線圈4的右手端下面平行延伸。導電接觸橋24布置在第一和第二接觸件22、23的端頭上面，並提供開關觸點。接觸橋24相對的兩側由彈簧觸點的第一和第二臂25、26支承。第一和第二彈簧臂25、26分別在端部區域有在銜鐵板21後面延伸的第一和第二傾斜的端部件29、30。銜鐵板21通過第一和第二支承區域35、36布置在第一和第二端部區域20、30上。銜鐵板21通過鉚接而與第三彈簧板20相連。在靜止位置，銜鐵板21保持在上部位置，這樣，接觸橋24也由於彈簧觸點臂25、26的彈簧力而從第一和第二接觸件22、23上升起。在該位置，第一和第二接觸件22、23彼此電絕緣。當將按鈕10按下時，第二彈簧板19和第三彈簧板20同時也被向下壓。因此，銜鐵板21也向下運動。該銜鐵板21通過第一和第二支承區域35、36而將第一和第二彈簧臂25、26向下壓，直到接觸橋24位於第一和第二接觸件22、23的頂面上。在該位置，第一和第二負載接線端2、3彼此電連接。將第二彈簧板19向下壓的同時，第二臂14也被向下壓，因為第一臂13的彈性安裝，第一臂13將沿朝著銜鐵板21的方向傾斜。因此，顯示表面15樞軸轉出顯示區，優選是運動到第二彈簧板19下面。
圖3表示了開關繼電器1的橫截面，其中，再一次可以清楚地看見顯示元件11的形狀。在圖3中，開關繼電器1沒有表示負載接線端2、3和第一和第二接觸件22、23。所示位置對應於繼電器的開關閉合狀態。在該位置，接觸橋24通過彈簧臂25、26而向下壓。在接觸橋24下面有接觸塊34，該接觸塊34起到改進與第一和第二接觸件22、23的接觸的作用。第一和第二彈簧臂25、26一直延伸到電磁線圈4的中心部分，並在軛鐵7的底側與軛鐵7相連。第一和第二彈簧臂25、26布置成使接觸橋24保持在上部位置，在該位置處，接觸橋24離開第一和第二接觸件22、23升起。不過，由於銜鐵板21的作用，第一和第二彈簧臂25、26將沿朝著第一和第二接觸件22、23的方向向下壓，如圖3所示。該銜鐵板21在內側有一保持凸耳37，該保持凸耳37從銜鐵板21表面上凸出。保持凸耳37按下面的方式構成，即當通過人工驅動按鈕10而將銜鐵板21向下壓時，該銜鐵板21一方面由銜鐵簧9沿朝著電磁線圈4的方向拉，同時通過到達軛鐵7下面的保持凸耳37保持在底部位置。在底部位置時，保持凸耳37將抵靠軛鐵7的底面，從而防止銜鐵板21向上返回。接觸橋處於底部位置，在第一和第二接觸件22、23上。
圖3A是表示銜鐵板21處於底部位置時的示意剖視圖，其中，兩個保持凸耳37布置在軛鐵7下面，防止銜鐵板21向上運動。
當要使第一和第二負載接線端2、3之間的導電連接斷開時，向電磁線圈4供給電流。電磁線圈4因此生產磁場，該磁場與永磁體的磁場相反，從而減小了作用在銜鐵板21上的磁力。因此，通過銜鐵簧9將銜鐵板21從軛鐵7上拉出。因此保持凸耳37運動到軛鐵7的前面，這樣，銜鐵板21可以向上運動。因為銜鐵簧9有向上的預負載，所以，銜鐵板21向上運動到上部位置。由於銜鐵板21的向上運動，第一和第二彈簧臂25、26的負載解除，因此，第一和第二彈簧臂25、26也向上樞軸轉動，從而使接觸橋24離開第一和第二接觸件22、23升起。因此，第一和第二負載接線端2、3再一次彼此電絕緣。
圖4所示為繼電器1的另一剖視圖，其中表示了環繞開關繼電器1的殼體38。銜鐵板21位於底部位置，在該位置處，銜鐵板21通過保持凸耳37保持在軛鐵7下面。同時，銜鐵板21由於永磁體的磁場而沿朝著軛鐵7的方向預拉伸。銜鐵板9沿離開軛鐵7方向的預拉伸力小於永磁體的吸引力。觀察窗40形成於殼體38中並在顯示開口16之上。
圖5以放大透視圖的方式表示了顯示元件11。顯示元件11通過合成材料製成簡單結構。合成材料特別適用於形成第一連接件39，它不僅能保證臂13處於預定的靜止位置，而且使該臂13能夠進行傾斜運動。該彈性特徵可以由多種類型的合成材料提供。而且，由合成材料製造顯示元件11還有這樣的優點，即顯示元件11的質量較小，因此幾乎不會改變觸點的動力性能。
保持件12有第一和第二保持凹口43、44。該第一和第二保持凹口43、44形成於保持件12的較短側邊的相對面上。由先前的圖可以看出，軛鐵7的部分表面插入第一和第二保持凹口43、44內，這樣，保持件12與軛鐵7牢固連接。保持件12的上面部分製成優選的方形杆形式，該方形杆伸向第一連接件39。第一連接件39優選是有與保持件12相同的寬度，但是高度明顯小於保持件12的杆。因為這樣的尺寸，可以在保持件12的杆的縱向平面內進行傾斜運動。在圖5中，該傾斜運動的平面有雙頭箭頭表示。在底端區域，第一連接件39伸向臂13。該底端區域有第二安裝區域45，該第二安裝區域位於與第一連接件39的連接相對的一側。該第二安裝區域45在橫截面上有一狹窄的開口區域51，該狹窄開口區域開口到一個較大的安裝空間52內。開口區域形成於臂13的側面上，並布置與第一連接件39的連接區域相對的一側。兩保持邊緣53在開口區域51內彼此相對，並確定了開口區域51。保持邊緣53之間的間距選這樣選擇推入該第二安裝區域45內的連接件46由這兩保持邊緣保持。該安裝空間的尺寸為足夠大，以便使臂13能夠在不阻礙插入的連接件46的運動的情況下樞軸轉動。優選是，銜鐵簧9用作連接件。不過，也可以採用與開關觸點24相連的任意其它連接件。
臂13的結構優選是底部區域比上部區域更寬。該更寬的結構能夠改進第一臂13和連接件46之間的結合，該連接件46例如為前面的圖中所示的銜鐵簧9。第一臂13的中心區域可以有更小的橫截面，但有足夠剛性。優選是，第一臂13在上端處的橫截面再次變得更大，以便使甚至更大的顯示表面15穩定。當連接件46向上運動時，第一臂13沿朝著保持件12的方向樞軸轉動。因為在第一連接件39和第二安裝區域45之間的間距較小，而第一連接件39和第一臂13帶有顯示表面15的第二端之間的間距較大，因此產生指針作用，通過該指針作用，連接件46的垂直位置的較小變化將轉換成顯示表面15的相對較大的樞軸運動。
圖6表示了顯示元件11的第二實施例。在該第二實施例中，第一連接件39形成於保持件12的杆的底部區域中，第一連接件39在底端區域中延伸到第一臂13的第一端部連接板47。第一臂13的底端有第二端部連接板41，第一臂13通過該第二端部連接板41與第二臂14相連。該第一和第二端部連接板47、41由形成於第一臂13的底端下面的狹槽42彼此分離。第二臂14布置成基本平行於第一臂13。該第二臂14在上端區域有第一安裝區域28，該第一安裝區域28以與第二安裝區域45相同的方式構成。第一臂13終止於顯示表面15，以及第二安裝區域45的區域內。該顯示表面15優選是成矩形形狀，沿垂直於第一臂13向附圖平面內的方向從第一臂13開始延伸。顯示表面15布置成在處於裝配狀態時延伸到電磁線圈4的上面。
在裝配狀態時，連接件46插入第一安裝區域28，如圖5所示。當連接件向上運動時，第二臂也向上運動，從而使第一臂13通過沿朝著保持件12的方向的樞軸運動而傾斜。當連接件46向下運動時，第二臂14也向下運動，第一臂13離開保持件12傾斜。在該傾斜運動過程中，第一連接件39處形成彎曲，第一連接件39根據圖5和圖6的顯示元件11的實施例形成，這樣，第一臂或第一和第二臂的靜止位置被確定。第一連接件39優選是由薄膜鉸鏈(film hinge)構成。
具有顯示表面15的第一臂13由第二臂14強制引導。圖7表示了開關繼電器的另一實施例，該開關繼電器有顯示元件11，該顯示元件11的基本部分與圖5中的顯示元件相同。圖中沒有顯示按鈕10。在該實施例中，第二彈簧板19彎成沿朝著第二安裝區域45的方向向下延伸的驅動簧片49中。該驅動簧片49的端部區域沿朝著第二安裝區域45的方向彎曲，並通過該端部區域推入第二安裝區域45內。這樣，它可以將第二彈簧板19的垂直位置變化向下傳遞給第二安裝區域45。
圖8表示了圖7中的顯示元件11的剖視圖，其中有第二保持件48。該第二保持件48布置成基本平行於第一臂13，並在上部區域有蓋體表面。該蓋體表面50從第二保持件48開始橫向延伸，就象顯示表面15。優選是，第二保持件48的中心區域成形為使得該中心區域能夠橫向推到電磁線圈4的側表面上，並因此將該第二保持件48固定保持就位。第二彈簧板19有顯示開口16，同時蓋板50設置成與該顯示開口16配合，並覆蓋該顯示開口16的部分區域。顯示元件15處於安裝狀態時布置在蓋板50的前面，因此可從上面看見。圖7所示情形對應於開關繼電器導電連接時的狀態。當由於相應地向電磁線圈4供給電流和銜鐵簧9的相應作用，使銜鐵板21離開底部位置向上運動時，第二彈簧板19的垂直位置和驅動簧片49底端的垂直位置也向上運動。因此，第一臂13沿朝著第二保持件48的方向傾斜，蓋體表面15優選是完全運動到蓋板50的下面。這意味著不再能夠從上面看見顯示表面15。因此，繼電器的開關位置變化以可視且很容易識別的方式顯示。
圖7和8中所示的顯示元件11和開關繼電器1的實施例的優點是不需要第二臂14，且優選是使蓋板50和顯示表面15預定位。除了顯示表面15之外，顯示元件11還有蓋板50，該蓋板50在第一臂13處於預定的樞軸轉動位置時蓋住該顯示表面15。
顯示元件放大了顯示行程，這樣，可以更容易地看見觸點的運動。該原理是基於薄膜鉸鏈的彎曲線的細長指針作用。由於該顯示元件由質量輕的複合材料部件構成，因此，只是在很小的程度上減小了觸點的動態性能。
權利要求
1.一種具有開關觸點的開關繼電器，其中，開關觸點根據兩個開關位置而使兩個接線端彼此導電連接，其特徵在於提供有顯示元件，它可運動地安裝成與開關觸點可聯動地連接，並根據開關觸點的位置而從靜止位置樞軸轉動至顯示位置。
2.根據權利要求1所述的開關繼電器，其特徵在於顯示元件通過柔性連接點安裝。
3.根據權利要求2所述的開關繼電器，其特徵在於顯示元件有保持件、臂和顯示表面，該保持件與開關繼電器固定連接，並通過柔性連接點與臂的一端相連，顯示表面布置在臂的另一端。
4.根據權利要求1至3中任意一個所述的開關繼電器，其特徵在於顯示元件通過一個彈簧件與一個銜鐵可聯動地連接。
5.根據權利要求4所述的開關繼電器，其特徵在於彈簧件形成為預拉伸彈簧的形式，其中該預拉伸彈簧夾在開關繼電器和銜鐵之間，並沿朝著靜止位置的方向向銜鐵施加預拉伸力。
6.根據權利要求4所述的開關繼電器，其特徵在於彈簧件插入顯示元件中的安裝開口內，其中，根據銜鐵的位置，彈簧件採取不同的垂直位置；以及該不同垂直位置使得顯示元件傾斜。
7.根據權利要求1至6中任意一個所述的開關繼電器，其特徵在於該顯示元件有第二臂；其中，該第二臂固定在第一臂上；第二臂與彈簧件可聯動地連接。
8.根據權利要求7所述的開關繼電器，其特徵在於第二臂與第一臂的第一端相連。
9.根據權利要求7或8所述的開關繼電器，其特徵在於第二臂布置成基本與第一臂在一個平面內。
10.根據權利要求7至9中任意一個所述的開關繼電器，其特徵在於第二臂在第二端與一個連接件相連，尤其是與和銜鐵可聯動地連接的彈簧件相連。
11.根據權利要求1至10中任意一個所述的開關繼電器，其特徵在於提供有驅動裝置，其中，該驅動裝置與銜鐵可聯動地連接；以及該驅動裝置能夠使銜鐵運動到閉合位置，即形成接觸的位置，在該位置處，與銜鐵可聯動地連接的接觸件與接線端接觸，並使它們導電連接。
12.根據權利要求11所述的開關繼電器，其特徵在於提供有使銜鐵保持在閉合位置的保持機構；提供有脫開機構，通過驅動該脫開機構，能夠使銜鐵從閉合位置運動到靜止位置。
13.根據權利要求12所述的開關繼電器，其特徵在於該保持機構形成為在銜鐵內側的凸起的形式，在閉合位置時，該凸起伸到軛鐵的抵靠邊緣的後面，使銜鐵保持在閉合位置。
14.根據權利要求12或13所述的開關繼電器，其特徵在於該脫開機構形成為預拉伸彈簧的形式，該預拉伸彈簧將銜鐵強行推離磁芯，其中，當供給電流時，電磁線圈產生削弱永磁體的磁場的相反磁場，這樣，該預拉伸彈簧能夠將銜鐵推離磁芯，銜鐵能夠樞軸轉動至靜止位置，在該位置處，接觸件離開接線端升起。
15.一種用於開關繼電器的機械顯示元件，用於顯示該開關繼電器的開關位置，它有臂、顯示表面和保持件，其中，該臂有顯示表面，該臂與保持件相連；保持件用於將顯示元件固定在開關繼電器上；臂有引入點，該引入點用於引入開關繼電器的開關運動；以及保持件通過柔性連接點與臂相連。
16.根據權利要求15所述的顯示元件，其特徵在於臂與第二臂相連；第二臂有引入點，用於引入開關運動。
17.根據權利要求16所述的顯示元件，其特徵在於第二臂與第一臂在柔性連接點所在的區域相連。
18.根據權利要求15所述的顯示元件，其特徵在於臂的引入點布置在連接點所在區域。
19.根據權利要求15至18中任意一個所述的顯示元件，其特徵在於引入點形成為凹口。
20.根據權利要求15至19中任意一個所述的顯示元件，其特徵在於兩個臂布置成基本相互平行。
21.根據權利要求16、17、19和20中任意一個所述的顯示元件，其特徵在於第二臂在一端處與第一臂相連，該第二臂在第二端處有引入點。
全文摘要
本發明公開了一種具有開關狀態顯示的開關繼電器,其中,顯示元件與開關繼電器的開關觸點可聯動地連接,並以可清楚識別的方式顯示開關位置。顯示元件放大了顯示行程,這樣,可以更容易地看見觸點的運動。該原理是基於例如薄膜鉸鏈的彎曲線的細長指針作用。由於該顯示元件由質量輕的複合材料部件構成,因此,只是在很小的程度上減小了觸點的動態性能。
文檔編號H01H73/00GK1383172SQ0211613
公開日2002年12月4日 申請日期2002年4月19日 優先權日2001年4月26日
發明者麥可·布萊克斯, 卡斯滕·皮奇, 伯恩德·薩菲安 申請人:蒂科電子Amp有限責任公司