專利名稱：電子功能繼電器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子功能繼電器，尤其是電子過載繼電器。
背景技術：
由DE 102004045205 A1已知這種功能繼電器。這種已知的功能繼電器在一個公共的外殼內(nèi)有一個雙穩(wěn)態(tài)的繼電器組件和一個復位組件，以及借助多個從外殼伸出的觸針可以安裝在印刷電路板上。復位組件包括一個與繼電器組件對應的控制桿和一個可以克服彈簧壓力手動彈性偏移的操縱件，操縱件通過一個撥鉤作用在控制桿上，使操縱件被操縱時將控制桿運動到一個與印刷電路板繼電器組件的接通位置對應的復位位置。操縱件和控制桿在這里以這樣的方式在外殼內(nèi)導引，即，使撥鉤在操縱件的靜止位置和操縱位置機械上與控制桿脫開。
此外，由EP 0940831 A2已知一種通過觸針安裝在印刷電路板上的熱過載繼電器。
本身有電源的電子過載繼電器通常用于保護電動機防止過載。為此，過載繼電器通常在饋電網(wǎng)的電動機支線內(nèi)直接連接在為電動機配設的開關元件、尤其接觸器下游。在有故障的情況下，亦即過載時，接觸器被過載繼電器切斷并因而自動與電源分開。按傳統(tǒng)的方式，過載繼電器在切斷后機械地尤其通過操縱一個復位按鍵重新復位到接通狀態(tài)。與之不同，在一種過載繼電器中可以通過一種所謂的自動復位(Auto-Reset)采用電動復位。自動復位所需的電能首先儲存在為過載繼電器配設的電容器內(nèi)，以及在切斷后提供用于繼電器復位。
傳統(tǒng)的過載繼電器通常包括一個磁回路，它有一個配備永久磁鐵的控制搖桿。磁回路通過一個線圈可電磁激勵，所以在電脈沖的影響下控制搖桿雙穩(wěn)態(tài)地從接通位置偏傾到斷開位置，與此同時相應地操縱過載繼電器的開關觸頭。為了繼電器的手動復位，通常在過載繼電器內(nèi)組合一個相應的機械結構。
與上述過載電路不同，功能繼電器也可按從屬電子控制設備的方式，實施另一個保護或監(jiān)控功能。按上述意義的功能繼電器尤其也可以設計為低壓觸發(fā)器、溫度控制器、料位傳感器等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能方便和廉價地制造的電子功能繼電器，尤其是過載繼電器。
上述目的按本發(fā)明通過這樣一種電子功能繼電器來實現(xiàn)，該繼電器包括一個雙穩(wěn)態(tài)的印刷電路板繼電器組件，該印刷電路板繼電器組件可通過一個在其外殼內(nèi)的嚙合件從外部被機械操縱，以及包括一個復位機構，其中，-該復位機構包括一個與嚙合件對應的控制桿和一個克服彈簧壓力可手動彈性偏移的操縱件，該操縱件通過一個撥鉤作用在控制桿上，使得在操縱所述操縱件時將控制桿運動到一個與所述印刷電路板繼電器組件接通位置對應的復位位置，-所述操縱件在復位機構的一支架上導引，使得所述撥鉤在所述操縱件的一靜止位置和一操縱位置機械上與所述控制桿脫開，-所述復位機構和印刷電路板繼電器組件分別設計為單獨的部件，以及-所述復位機構裝在所述印刷電路板繼電器組件外殼的外面并可與該印刷電路板繼電器組件連接。
據(jù)此，功能繼電器包括兩個單獨的和可以互相機械連接的部件，亦即一方面是一個印刷電路板繼電器組件(下面簡稱繼電器組件)和另一方面是一個復位機構。在這里，繼電器組件設有一個嚙合件，它允許機械操縱繼電器組件。作為嚙合件從其功能方面而言可指任何能從外部對繼電器組件的開關狀態(tài)施加機械影響的裝置。嚙合件尤其通過繼電器組件的一個外殼上的孔實現(xiàn)，繼電器組件的開關機構可通過此外殼孔從外部到達。與之不同，嚙合件也可以通過開關機構的一個從繼電器組件的外殼伸出的部分構成。復位機構包括一個與嚙合件對應的控制桿，它設計為通過直接或間接手動操縱此控制桿可使繼電器組件回復到接通位置。
本發(fā)明尤其可以使用一個印刷電路板繼電器組件作為電動機過載保護的部分。這種繼電器組件作為大量生產(chǎn)的產(chǎn)品可以在市場上買到，因此比傳統(tǒng)的過載繼電器的開關機構便宜得多。
按優(yōu)選的設計，復位機構包括一個尤其制成塑料注塑件的支架，作為搖桿組成部分的控制桿可擺動地裝在支架上。在這里，支架與控制桿或搖桿恰當?shù)卦O計為，使控制桿自由端在復位機構在繼電器組件上的裝配狀態(tài)抗扭地固定在嚙合件內(nèi)，所以搖桿的擺動位置單義地由繼電器組件的開關狀態(tài)規(guī)定。這便有可能使繼電器組件的開關狀態(tài)可以通過搖桿的擺動位置看出。尤其是復位機構為此包括一個開關位置指示器，它與搖桿機械連接并因而在搖桿擺動時一起運動。按特別簡單的設計，開關位置指示器通過一個尤其相對于控制桿大體成直角地成形在搖桿上的臂的自由端構成。
此外，復位機構包括一個可手動克服彈簧壓力彈性偏移的操縱件。操縱件設有一個撥鉤，它與控制桿或與搖桿配合作用，使得通過操縱操縱件，撥鉤將控制桿運動到一個與繼電器組件接通位置對應的復位位置。
在這里，操縱件在支架上導引，使撥鉤不僅在操縱件的靜止位置而且在其操縱位置均在機械上與控制桿脫開。這就可以實現(xiàn)過載繼電器的所謂自由脫扣，在這種情況下即使操縱件被操縱時仍能斷開繼電器組件。
按本發(fā)明的一種優(yōu)選的設計，所述的自由脫扣可以采取措施用機械上簡單而有效的方式實現(xiàn)，即，使撥鉤可以相對于操縱件的基體(尤其彈性地)偏轉，在這里撥鉤為了與控制桿連接或脫開，在支架的一個相應的導引裝置上被強制導引。
為了獲得復位機構的一種簡單、易于操作和不出故障的設計，將操縱件的基體設計為基本上圓柱形，以及按照按鈕的方式可軸向移動地在支架上導引。
此外，繼電器組件與復位機構在技術上簡單和有效的連接恰當?shù)剡@樣實現(xiàn)，即，復位機構可以卡鎖在繼電器組件上。
采用本發(fā)明獲得的優(yōu)點尤其在于，通過采用作為大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品而制造的印刷電路板繼電器組件作為電子功能繼電器尤其是過載繼電器的開關元件，以及與一個單獨的復位機構相結合，可以實現(xiàn)一種特別經(jīng)濟地生產(chǎn)的功能繼電器。此外，使用印刷電路板繼電器組件，可以將功能繼電器直接集成在一個電子線路內(nèi)。單獨的復位機構機械上可以設計得簡單、緊湊和零件少，并因而同樣可以經(jīng)濟地生產(chǎn)。盡管尺寸小，此復位機構仍有杰出的功能，其中包括自由脫扣和開關位置指示。此外，這種功能繼電器比較容易裝配。


下面借助附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。其中圖1表示電子功能繼電器分解圖，包括一個印刷電路板繼電器組件和一個可與之連接的單獨的復位機構；圖2用透視圖表示處于裝配狀態(tài)的功能繼電器；圖3和4表示處于接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)的功能繼電器沿III-III(按圖2)的局部剖視圖；圖5至10示意表示在通過復位機構進行的復位過程中功能繼電器的六個彼此相繼的位置；以及圖11至14用示意側視圖表示在復位過程中復位機構的一操縱件與一個用于撥鉤的強制導引裝置的四個彼此相繼的位置。
在所有的圖中彼此對應的部分和尺寸總是采用相同的符號。
具體實施例方式
在圖1中表示的功能繼電器1包括一個印刷電路板繼電器組件2和一個可卡鎖在它上面的復位機構3。功能繼電器1還包括一塊印刷電路板4，它配備有一個(圖1中沒有詳細表示的)電子過載脫扣電路S。
印刷電路板繼電器組件2(或簡稱繼電器組件2)是一個普通的規(guī)定安裝在印刷電路板上的雙穩(wěn)態(tài)繼電器，亦即可電控的雙穩(wěn)態(tài)換接開關。這種繼電器組件作為大量生產(chǎn)的產(chǎn)品可以在市場上買到。繼電器組件2為了安裝在印刷電路板4上設有六個設計為插針5的形式的觸點A1、A2、K1-K4，下面對此還要詳細說明。在背對插針5的前側6上，繼電器組件2有一個嚙合件7，通過它可以從外部機械操縱、亦即可通斷所述繼電器組件2。此嚙合件7通過外殼上的孔8構成，在它后面安裝一個(表示在圖3和4中的)開關機構9的一個運動部分。開關機構9在這里尤其在外殼孔8的區(qū)域內(nèi)設有一個凹槽10，用作機械操縱的作用點。
復位機構3包括支架11、搖桿12和操縱件13。支架11設計為(非常簡化地說)皿形以及將其尺寸確定為，使繼電器組件2可將前側6向前準確配合地置入支架11的一個(在圖1中看不到的)內(nèi)腔中。支架11在這里借助一些卡鎖件14(在圖1和4中只能看到其中之一)可以卡鎖在繼電器組件2上。此外，支架11用于可繞擺動軸線15擺動地支承搖桿12(圖2)。為此，支架11在前壁16內(nèi)有一個孔17，它起搖桿12的軸段18安裝座的作用。在按圖2的裝配狀態(tài)，搖桿12通過軸段18卡定在孔17內(nèi)。
搖桿12設計為基本上L形，其中軸段18和通過它確定的擺動軸線15相對于所述L形平面垂直定向。因此搖桿12包括兩個大體沿徑向相對于擺動軸線15伸出的邊腿19、20。
較短的邊腿19(在背對按圖1的視圖一側)帶一個凸塊狀相對于軸段18反向伸出的控制桿21，它與繼電器組件2的嚙合件7對應。較長的邊腿20在自由端帶一個開關位置指示器22。
操縱件13包括一個基本上圓柱形的具有操縱端24的基體23，操縱端起按鈕的按壓面的作用。此外，操縱件13包括一個大體鉤狀的撥鉤25，它通過一個大體平行于基體23并與之隔開距離地延伸的彈性臂26，整體式成形在一個大體沿徑向從基體23伸出的底座27上。此外，在撥鉤25上成形一個導引凸塊28，它從撥鉤25相對于基體23大體沿切線的(并因而在按圖1的視圖中從圖紙平面傾斜引出的)方向伸出，并在這種情況下尤其超出撥鉤25和彈性臂26。導引凸塊28在這里為了撥鉤25的強制導引與導向片29(圖11至14)配合作用，導向片內(nèi)側安裝在支架11的導引段30上，所以在圖1中被遮蓋。
操縱件13將一個背對操縱端24的端部31向前插入支架11的一個縱向導引裝置32內(nèi)，以及在此縱向導引裝置32內(nèi)可以在兩個導引檔環(huán)33和34之間移動地導向。操縱件13在這里被一個置入支架11彈簧盒35內(nèi)和與端部31配合作用的壓力彈簧36預緊在靜止位置，以及可以從此靜止位置通過在操作端24上施加壓力克服彈簧壓力彈性偏移。操縱件13可借助一個可彈性地壓靠在基體23上的彈性臂37在導引檔環(huán)33后面與支架11互鎖。
圖2表示功能繼電器1的裝配狀態(tài)，在此狀態(tài)，搖桿12和操縱件13連同壓力彈簧36固定在支架11上，以及以此方式構成的復位機構3卡鎖在繼電器組件2上。由圖3和4可以看出，在此裝配狀態(tài)搖桿12的控制桿21與嚙合件7配合作用，為此它穿過外殼孔8插入繼電器組件2開關機構9的凹槽10內(nèi)，搖桿12因而與開關機構9機械連接?；谶@種機械連接，搖桿12的擺動位置單義地與繼電器組件2的開關狀態(tài)相關聯(lián)。尤其在繼電器組件2開關時，搖桿12也始終按特征顯明的方式擺動，或在搖桿12擺動時開關繼電器組件2。
圖3表示繼電器組件2的接通狀態(tài)，它與搖桿12第一個擺動位置38相對應，在此位置搖桿12的邊腿20(如圖2所示)大體垂直向“上”，也就是說大體與操縱件13的基體23平行定向。
圖4表示的繼電器組件2斷開位置與搖桿12的第二個擺動位置39相對應，在此位置邊腿20(如圖2中僅示意表示的那樣)相對于操縱件13的基體23傾斜定向，并因而相對于擺動位置38偏傾一個角α。
為了使繼電器組件2從按圖4的斷開位置復位到按圖3的接通位置，按規(guī)定以按鈕的方式操縱操縱件13。此時，撥鉤25以下面還要詳細說明的方式與邊腿19的自由端40配合作用，所以搖桿12從擺動位置39偏轉到擺動位置38并由此接通繼電器組件2。
圖5至10示意表示功能繼電器1的工作原理。圖5表示繼電器組件2并因而功能繼電器1處于接通位置，在此位置觸點K1與K2之間的線路接線閉合，而在觸點K3與K4之間的另一個線路接線斷開。繼電器組件2的機電脫扣器41通過另外兩個觸點A1和A2與安裝在印刷電路板4上的電子脫扣電路S連接。脫扣電路S設計為，使它在過載的情況下通過觸點A1和A2在脫扣器41上輸出一個脫扣電壓U。脫扣器41將脫扣電壓U轉換為機械能，它通過脫扣器41傳輸給開關機構9，以及促使繼電器組件2的電路處于按圖6的斷開狀態(tài)，為此，在觸點K1與K2之間的線路接線切斷，而在觸點K3與K4之間的線路接線閉合。隨著繼電器組件2的斷開，搖桿12從擺動位置38偏傾到擺動位置39(圖6)。
為了搖桿12和繼電器組件2復位，按圖7在操縱件13上施加操縱壓力。此時，通過下面詳細說明的強制導引，撥鉤25以這樣的方式擺動，即，使它與搖桿12機械連接以及在操縱件13進一步移動時使搖桿12朝擺動位置38的方向回擺(圖8)。在所述的回擺時，如前面已說明的那樣，搖桿12促使繼電器組件2回到接通狀態(tài)(圖8)。
強制導引裝置設計為，當操縱件13完全壓下(到按圖9的操縱位置)以及此時搖桿12回擺到擺動位置38時，使撥鉤25與搖桿12機械脫開。通過撥鉤25與搖桿12所述的機械脫開，達到功能繼電器1的自由脫扣。由圖9可以看出，通過脫扣電路S的工作所述繼電器組件2可以重新移置于斷開狀態(tài)，即使在此時刻操縱件13受壓。
若在復位過程結束后操縱件13卸壓，則它在壓力彈簧36作用下重新返回按圖10的靜止位置。在這里撥鉤25繼續(xù)處于與搖桿12脫開的狀態(tài)。比較圖10與圖5可以看出，由此已重新恢復到圖5所示的起始狀態(tài)。
在圖11至14中示意地詳細表示強制導引裝置的工作方式。由這些圖尤其可以看出，導引凸塊28和為了構成強制導引裝置與之配合作用的導向片29設計為，當操縱件13從按圖11的靜止位置沿操縱方向43偏移時(圖12)，使導向凸塊28在導向片29上沿徑向從基體23偏轉開。撥鉤25在彈性臂26彈性彎曲的情況下跟隨著所述的偏移運動，以及在此過程中與自由端40銜接，從而使撥鉤25與搖桿12連接。
在操縱件13按圖13的操縱位置，導引凸塊28與導向片29彼此不再接觸，因此撥鉤25在由彈性臂26造成的復位力作用下彈回靜止位置，并由此釋放搖桿12的自由端40。當操縱件13卸載時，在壓力彈簧36的推動下使它沿卸載方向44返回原始位置(圖14)。此時，導引凸塊28在導向片29上朝操縱件13基體23的方向偏移，從而尤其還保持撥鉤25相對于搖桿12脫開。操縱件13被壓力彈簧36沿卸載方向44推動，直至彈性臂37擋靠在導引檔環(huán)33上。在這里重新恢復按圖11的原始位置，從而可以重新開始復位過程。
所說明的導引凸塊28繞導向片29的環(huán)狀導引尤其這樣達到，即，導向片29和/或導引凸塊28在操縱件13移動時彼此相遇的表面設有相應的滑移斜面。
權利要求
1.一種電子功能繼電器(1)，其包括一個雙穩(wěn)態(tài)的印刷電路板繼電器組件(2)，該印刷電路板繼電器組件(2)可通過一個在其外殼內(nèi)的嚙合件(7)從外部被機械操縱，以及包括一個復位機構(3)，其中，-該復位機構(3)包括一個與嚙合件(7)對應的控制桿(21)和一個克服彈簧壓力可手動彈性偏移的操縱件(13)，該操縱件通過一個撥鉤(25)作用在控制桿(21)上，使得在操縱所述操縱件(13)時將控制桿(21)運動到一個與所述印刷電路板繼電器組件(2)接通位置對應的復位位置，-所述操縱件(13)在復位機構(3)的一支架(11)上導引，使得所述撥鉤(25)在所述操縱件(13)的一靜止位置和一操縱位置(43)機械上與所述控制桿(21)脫開，-所述復位機構(3)和印刷電路板繼電器組件(2)分別設計為單獨的部件，以及-所述復位機構(3)裝在所述印刷電路板繼電器組件(2)外殼的外面并可與該印刷電路板繼電器組件(2)連接。
2.按照權利要求1所述的功能繼電器(1)，其特征為，所述控制桿(21)是一個可擺動地裝在所述復位機構(3)的一支架(11)上的搖桿(12)一個組成部分。
3.按照權利要求2所述的功能繼電器(1)，其特征為，在所述復位機構(3)與印刷電路板繼電器組件(2)連接的情況下，所述控制桿(21)的自由端這樣地固定在所述嚙合件(7)內(nèi)，使得所述印刷電路板繼電器組件(2)的每個開關狀態(tài)與所述搖桿(12)的一個單義地配屬的擺動位置(38、39)相對應。
4.按照權利要求3所述的功能繼電器(1)，其特征在于一個與搖桿(12)機械連接的開關狀態(tài)指示器(22)。
5.按照權利要求4所述的功能繼電器(1)，其特征為，所述開關狀態(tài)指示器(22)由一個成形在所述搖桿(12)上的邊腿(20)的自由端構成。
6.按照權利要求1至5之一所述的功能繼電器(1)，其特征為，所述撥鉤(25)可相對于所述操縱件(13)的一基體(23)偏轉，并為了與所述控制桿(21)連接或脫開在所述支架(11)的一個強制導引裝置(29)上導引。
7.按照權利要求6所述的功能繼電器(1)，其特征為，所述基體(23)設計為基本上圓柱形，以及按照按鈕的方式可軸向移動地在所述支架(11)上導引。
8.按照權利要求1至7之一所述的功能繼電器(1)，其特征為，所述復位機構(3)可以卡鎖在所述印刷電路板繼電器組件(2)上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種簡單和價廉的電子功能繼電器(1)，尤其是過載繼電器，其包括一個雙穩(wěn)態(tài)的帶有一個用于機械操縱的嚙合件(7)的印刷電路板繼電器組件(2)，以及一個單獨的、可與該印刷電路板繼電器組件(2)連接的復位機構(3)，它有一個與所述嚙合件對應的控制桿(21)，用于使所述印刷電路板繼電器組件(2)手動復位到接通位置。
文檔編號H01H71/50GK1885470SQ200610092598
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月16日 優(yōu)先權日2005年6月20日
發(fā)明者西格弗里德·紐曼, 弗里茲·羅耶, 尤維·韋斯, 克里斯琴·威德曼 申請人:西門子公司