專利名稱：電磁繼電器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的一種電磁繼電器具有-第一外殼部分，它帶有一個(gè)線圈以及一個(gè)鐵心，該鐵心通過(guò)該線圈并在該線圈外部其兩端構(gòu)成極片；-第二外殼部分，在其中至少固定一個(gè)彈簧架以及至少一個(gè)靜接觸元件，該彈簧架裝有一個(gè)與靜接觸元件共同作用的接觸彈簧；-一個(gè)銜鐵，它與接觸彈簧連接并在形成工作氣隙的情況下跨接該極片。此外，本發(fā)明涉及制造這種繼電器的方法。
在專利EP0531890A1中描述了一種開關(guān)繼電器，其結(jié)構(gòu)原則上與上述那類繼電器相同，但該處的兩個(gè)外殼部分不構(gòu)成封閉的外殼，而只是一塊底板和一個(gè)蓋板部分，該底板主要是一塊具有整體成形的側(cè)壁的印制電路板，在該兩塊板連接后，其間仍有一個(gè)大的外殼間隙。該處的繼電器優(yōu)先設(shè)計(jì)成具有并排磁系統(tǒng)的多接點(diǎn)繼電器，其中一個(gè)共同的的鐵心極片位于底座上，并構(gòu)成一排垂直凸出的鐵心段，在該鐵心段上，分別套裝一個(gè)線圈。此外，每個(gè)系統(tǒng)都具有一個(gè)U形銜鐵，該銜鐵裝在鐵心極片上，并與接觸彈簧呈框架形圍住該線圈。該蓋板部分具有插入靜接觸元件和彈簧架的槽，這些槽同樣也不是密封的。在該處，觸點(diǎn)的調(diào)節(jié)顯然是通過(guò)接觸范圍內(nèi)大的外殼孔來(lái)進(jìn)行的。
在專利WO91/07770公開的一種繼電器中，將磁系統(tǒng)固定在一個(gè)外殼上部范圍內(nèi)，而將接觸系統(tǒng)從敞開的下邊插入，直至在磁系統(tǒng)激勵(lì)后觸點(diǎn)閉合為止。在這個(gè)接觸系統(tǒng)繼續(xù)插入達(dá)到要求的預(yù)定值的超行程后，便固定在該外殼中。用這種方式在安裝時(shí)就抵消了加工誤差，所以不再需要事后的調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的目的是，設(shè)計(jì)出一種適用于不同尺寸和使用場(chǎng)合的上述那類扁平結(jié)構(gòu)的繼電器，并在采用適當(dāng)加工方法情況下可進(jìn)行非常經(jīng)濟(jì)的批量生產(chǎn)這種繼電器。同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)在加工時(shí)已達(dá)到高的精度，所以即使不進(jìn)行事后調(diào)節(jié)，繼電器的特征值也可保持很小的分散性。
本發(fā)明的這個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即這種繼電器的兩個(gè)外殼部分用塑料制成接近于槽形的兩半外殼，且其邊緣可密封連接，而線圈繞組和接觸元件的接頭則分別通過(guò)相應(yīng)外殼部分的壁向外引出。
在本發(fā)明的繼電器中，兩半外殼不但構(gòu)成一個(gè)容易密封的殼體，而且還可作為繼電器的其他功能元件的支持體用，這些功能元件即一個(gè)外殼部分內(nèi)的磁系統(tǒng)和另一個(gè)外殼部分內(nèi)的接觸系統(tǒng)還在相應(yīng)的一半殼體加工時(shí)就可很精確地定位。最好兩個(gè)外殼部分之間的主連接平面與接觸彈簧的開關(guān)運(yùn)動(dòng)方向保持垂直，這樣通過(guò)兩個(gè)外殼部分的連接就可調(diào)節(jié)磁系統(tǒng)和觸點(diǎn)之間的距離。上述功能元件在外殼中的定位和接頭的密封特別簡(jiǎn)單，即把它們灌封在相應(yīng)的一半殼體中即可。連接面用塑料、最好用熱塑性塑料，這樣，例如用超聲波這樣的簡(jiǎn)單方法就可實(shí)現(xiàn)密封連接。
在一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)型式中，磁系統(tǒng)由一個(gè)U形鐵心-磁軛疊片組成，該磁軛疊片最好也象至少兩個(gè)線圈接頭那樣灌封在塑料線圈架中。在鐵心兩端上構(gòu)成的極片垂直于線圈軸延伸入線圈附近的范圍內(nèi)，在該處，極片通過(guò)一個(gè)位于線圈附近的銜鐵跨接，該銜鐵可設(shè)計(jì)成或多或少平的鋼板，或在不同的高度內(nèi)兩端向上彎起，以便與相應(yīng)的同樣在高度內(nèi)錯(cuò)開的極片共同動(dòng)作。這樣就可最佳地利用外殼內(nèi)的空間來(lái)安放極點(diǎn)和不同的接頭。一個(gè)L形的接觸彈簧用其一邊從端面在線圈前延伸，用另一邊在線圈附近在銜鐵下方或上方延伸，這樣在一個(gè)窄狹的空間上得出一個(gè)大的彈簧長(zhǎng)度；該銜鐵最好在兩個(gè)彈簧邊之間的過(guò)渡區(qū)內(nèi)固定在接觸彈簧上。
根據(jù)本發(fā)明，該繼電器的一種優(yōu)選的制造方法是第一外殼部分由線圈與鐵心包括線圈接頭一起灌封而成，第二外殼部分由彈簧架和至少一個(gè)靜接觸元件灌封而成；與銜鐵連接的接觸彈簧和彈簧架連接；然后這兩個(gè)外殼部分用其邊緣相互疊置并連接。其中，最好線圈架事先通過(guò)鐵心和線圈接頭的灌封構(gòu)成，然后在線圈繞制后和線圈端與線圈接頭連接后通過(guò)第二次灌封制成第一外殼部分。在兩個(gè)外殼部分連接之前，銜鐵與接觸彈簧連接，其中根據(jù)使用情況而可通過(guò)焊接或類似方法實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接，或通過(guò)灌封實(shí)現(xiàn)絕緣連接。然后，接觸彈簧與固定在第二外殼部分內(nèi)的彈簧架例如通過(guò)焊接或插接實(shí)現(xiàn)電連接。
本發(fā)明的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是，在兩個(gè)外殼部分連接時(shí)可調(diào)節(jié)觸點(diǎn)的超行程，即例如在連接時(shí)測(cè)量銜鐵的熔焊電壓，并在熔焊電壓達(dá)到預(yù)定的電特征值時(shí)-衡量觸點(diǎn)燒蝕量或或超行程的一個(gè)尺度-完成連接過(guò)程。但不用超聲波或別的焊接方法連接，兩半殼體也可用別的工藝?yán)缯辰?、夾緊、澆注或用一種兩種成分澆注法澆注的彈性體密封來(lái)實(shí)現(xiàn)密封連接。
下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。其中

圖1表示按本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種繼電器，其外殼部分地剖開；圖2表示圖1繼電器的一個(gè)線圈；圖3表示一個(gè)由該線圈灌封而成的第一半殼體；圖4表示嵌入銜鐵的第二半殼體；圖5表示圖4頂視圖中沒(méi)有銜鐵的第二半殼體；圖6表示與一個(gè)接觸彈簧焊接的一個(gè)銜鐵；圖7表示通過(guò)灌封與接觸彈簧連接的一個(gè)銜接；圖8表示在頂視圖中帶銜鐵和裝上接觸彈簧的第二半殼體；圖9表示圖8的一個(gè)截面Ⅸ-Ⅸ，但帶有附加裝上的第一半殼體；圖10表示兩半殼體在連接時(shí)與圖1略有不同的繼電器；圖11表示接頭修改后的圖1繼電器的另一種變型結(jié)構(gòu)。
圖1至圖5所示繼電器由第一半殼體1和第二半殼體2組成。其中，第一半殼體1由一個(gè)線圈3灌封而成，第二半殼體由一個(gè)彈簧架21以及兩個(gè)靜接觸元件22和23灌封而成。在該彈簧架21上固定一個(gè)L形接觸彈簧4，該彈簧本身帶有一個(gè)銜鐵5。接近于Z形彎曲的銜鐵5用其兩端分別構(gòu)成具有極片61和62的兩個(gè)極面63、64的工作氣隙，該極片是U形鐵心6的一部分，但極片62從鐵心平面向上彎起。
在制造時(shí)，首先將鐵心6的中間段用熱塑性塑料灌封制成線圈，從而構(gòu)成線圈架31。其中，極片61、62保持外露。此外，在線圈架中澆入兩個(gè)線圈接頭32、33，確切地說(shuō)，不只是向外的連接銷32a、33a，而是繞組末端接觸用的內(nèi)部的連接面32b、33b都保持不灌封。在線圈繞組裝到線圈架上后將其兩端與連接面32b、33b連接。其中，該繞組末端受保護(hù)地從肋條35后面引入線圈架的槽36中。接著將整個(gè)線圈再次灌封，以便獲得圖3所示的第一半殼體。極片61和62的極面也保持不灌封，而其余部分特別是線圈繞組34也灌封在第一半殼體1的塑料11中。線圈連接銷32a、33a在這次重新灌封中密封向外引出，并按圖1或圖3所示位置向下彎曲，或在沒(méi)有表示的情況下也可彎入一個(gè)水平在的平面內(nèi)，以構(gòu)成表面安裝的接頭。
如前所述，第二半殼體2通過(guò)彈簧架21以及靜接觸元件22、23的灌封而成，但留出線圈和動(dòng)銜鐵-接觸彈簧單元的空腔。靜接觸元件分別具有一個(gè)密封向外側(cè)引出的連接銷22a或23a，而在內(nèi)部固定接觸段32b或33b則分別具有一層貴金屬接觸層32c或33c。在本實(shí)施例中，接觸材料作為鑲嵌物鍍?cè)谙鄳?yīng)接觸元件的表面上，所以在灌封時(shí)很容易形成覆蓋層。也可用其他工藝涂覆接觸材料。當(dāng)然不用兩個(gè)靜接觸元件22、23也可只用一個(gè)靜接觸元件來(lái)構(gòu)成一個(gè)常閉觸點(diǎn)或一個(gè)常開觸點(diǎn)。
L形的接觸彈簧4具有第一彈簧邊41和第二彈簧邊42。其中，該第一彈簧邊從端面伸過(guò)線圈前面，而該第二彈簧邊則在銜鐵下方在線圈附近側(cè)向延伸并具有一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)43。第一彈簧邊41按圖4通過(guò)一個(gè)向上彎起的固定板44用焊接點(diǎn)46因定在彈簧架21上，或按圖8通過(guò)一個(gè)夾子45實(shí)現(xiàn)固定。用這種連接方法可改變接觸彈簧4在彈簧架21上的固定高度，從而可相對(duì)于靜接觸元件調(diào)節(jié)第二彈簧邊42的位置。用這種方式可在組裝過(guò)程中影響銜鐵復(fù)位力或靜接觸壓力，以便抵消誤差。
在接觸彈簧固定在彈簧架21之前，將該彈簧與銜鐵5連接，例如按圖6通過(guò)焊接點(diǎn)51實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接。如欲在接觸彈簧和磁系統(tǒng)之間進(jìn)行絕緣，則可按圖7通過(guò)一種絕緣材料層52進(jìn)行連接。對(duì)一定應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，也可通過(guò)一條絞合線來(lái)引入到接觸彈簧的電流。所以例如可通過(guò)這樣的一條絞合線低電阻地將較高的控制電流引導(dǎo)觸點(diǎn)上，以避免彈簧過(guò)分加熱。
在連接兩半殼體1和2時(shí)(見圖9)，象一個(gè)盒子那樣的外環(huán)壁12蓋在下半殼體2上，為此，該下半殼體具有一個(gè)相應(yīng)的內(nèi)環(huán)腹板24。為了實(shí)現(xiàn)磁系統(tǒng)和接觸系統(tǒng)之間的距離的精確調(diào)節(jié)，兩半殼體的一半殼體還具有一條環(huán)形肋25，這條肋在連接過(guò)程中借助于超聲波變形，并在兩半殼體之間實(shí)現(xiàn)密封連接。在兩半殼體連接過(guò)程中測(cè)量銜鐵的熔焊電壓，這時(shí)銜鐵被吸引到極片61和62的極面63和64上。一旦作為衡量觸點(diǎn)燒蝕量或超行程的尺度的熔焊電壓的預(yù)定特征值達(dá)到后，連接過(guò)程立即結(jié)束。繼電器就這樣實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了密封。
圖10表示圖1繼電器的另一種方案。在這種情況中，兩半殼體101、102不在一個(gè)連接平面內(nèi)，而是用相互成一臺(tái)階的連接平面103和104實(shí)現(xiàn)連接。除了靜接觸元件外，亦即除了常開觸點(diǎn)-靜接觸片105用其連接銷105a注入帶有磁系統(tǒng)的第一半殼體中外，繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與前例相同。在兩半殼體連接時(shí)，在這種情況中可影響靜觸點(diǎn)的距離。在這個(gè)方案中，可通過(guò)一個(gè)無(wú)滑板的注塑模既可把焊接觸點(diǎn)、鉚接觸點(diǎn)、也可把鑲嵌觸點(diǎn)設(shè)置在靜接觸元件上。
繼電器的結(jié)構(gòu)也可通過(guò)相當(dāng)平的件構(gòu)成接頭幾何形狀的其他結(jié)構(gòu)形式，這樣，接頭也可只在繼電器一側(cè)上從外殼引出。這種可能性如圖11所示，其中，第一半殼體110帶有連接銷111、112和113的接觸元件，第二半殼體120帶有線圈連接銷121和122的磁系統(tǒng)。這種繼電器只需小的插接面或焊接面。不用圖11所示焊接銷，當(dāng)然也可用扁插頭。如前所述，連接銷當(dāng)然也可做成表面安裝的接頭。
權(quán)利要求
1．電磁繼電器具有-第一外殼部分(1)，它帶有一個(gè)線圈(3)以及一個(gè)鐵心(6),該鐵心通過(guò)該線圈并在該線圈外部其兩端上構(gòu)成極片(61,62)；-第二外殼部分(2)，在該外殼部分中至少固定一個(gè)彈簧架(21)以及至少一個(gè)靜接觸元件(22、23)，其中，簧架(21)帶有一個(gè)與該靜接觸元件(22、23)共同作用的接觸彈簧(4)；-一個(gè)銜鐵(5)，該銜鐵與該接觸彈簧(4)連接并在構(gòu)成工作氣隙的情況下跨接上述極片(61、62)；其特征在于，用塑料制成的接近于槽形的兩半殼體的兩個(gè)外殼部分(1、2)用其邊緣密封連接，而線圈繞組(34)和接觸元件(21、22、23)的接頭(21a、22a、23a、32a、33a)分別通過(guò)它們的相應(yīng)外殼部分(1、2)的壁向外引出。
2．按權(quán)利要求1的繼電器，其特征在于，兩個(gè)外殼部分(1、2)之間的主連接平面垂直于接觸彈簧(4)的開關(guān)運(yùn)動(dòng)方向。
3．按權(quán)利要求1或2的繼電器，其特征在于，由一個(gè)具有繞組(34)的線圈架(31)構(gòu)成的線圈(3)與鐵心(6)一起灌封在第一外殼部分(1)的塑料中-在工作氣隙的范圍內(nèi)留出極面(63、64)-，而彈簧架(21)和至少一個(gè)靜接觸元件(22、23)則灌封在第二外殼部分(2)的塑料中。
4．按權(quán)利要求3的繼電器，其特征在于，鐵心(6)灌封在線圈架(31)的塑料中。
5．按權(quán)利要求4的繼電器，其特征在于，線圈繞組(34)的連接元件(32、33)既灌封在線圈架(31)中，又灌封在第一外殼部分(1)的塑料中。
6．權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的繼電器，其特征在于鐵心(6)為U形，中段有線圈(3)，兩個(gè)極片(61、62)大致垂直凸出于線圈軸；銜鐵(5)大致平行于線圈附近的線圈軸延伸，且工作氣隙由兩個(gè)極片(61、62)構(gòu)成。
7．按權(quán)利要求6的繼電器，其特征在于，接觸彈簧(4)切割成L形，所以具有兩個(gè)基本上在一個(gè)平面內(nèi)延伸的邊(41、42)，其中，第一邊從端面在線圈前延伸，第二邊從側(cè)邊在線圈旁延伸，而且該第二邊(42)和銜鐵(5)相互重疊平行，且連接在接觸彈簧的兩邊之間的角區(qū)內(nèi)。
8．按權(quán)利要求7的繼電器，其特征在于，銜鐵(5)與接觸彈簧(4)用金屬連接，即用焊接(51)、鉚接或類似連接。
9．按權(quán)利要求7的繼電器，其特征在于，銜鐵(5)與接觸彈簧(4)通過(guò)一個(gè)共同的絕緣層(52)連接。
10．按權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的繼電器，其特征在于，兩個(gè)靜接觸元件(22、23)固定在第二外殼部分(2)中，并與接觸彈簧(4)構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)換接點(diǎn)。
11．按權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的繼電器，其特征在于，第二靜接觸元件(105)固定在第一外殼部分(101)中，并與固定在第二外殼部分(102)中的靜接觸元件(23)和接觸彈簧(4)構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)換接點(diǎn)。
12．按權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)的繼電器，其特征在于，設(shè)計(jì)成臺(tái)階形邊緣(103,104)的兩個(gè)外殼部分(1、2)具有至少兩個(gè)相互平行錯(cuò)開的分離平面。
13．按權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)的繼電器的制造方法，其特征在于-第一外殼部分(1)通過(guò)具有鐵心(6)包括線圈接頭(32、33)的線圈(3)的灌封而成；-第二外殼部分(2)通過(guò)彈簧架(21)和至少一個(gè)靜接觸元件(22、23)的灌封而成；-與銜鐵(5)連接的接觸彈簧(4)和彈簧架(21)連接；-然后將兩個(gè)外殼部分(1、2)用其邊緣疊置并連接。
14．權(quán)利要求13的方法，其特征在于首先通過(guò)鐵心(6)和線圈接頭(32、33)的灌封構(gòu)成一個(gè)線圈架(31)；該線圈架(31)設(shè)置一個(gè)線圈繞組(34)，然后重新灌封構(gòu)成第一外殼部分(1)。
15．按權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于，銜接鐵(5)通過(guò)焊接與接觸彈簧(4)連接，然后該接觸彈簧與彈簧架(21)連接。
16．按權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于，銜鐵(5)和接觸彈簧(4)通過(guò)灌封在絕緣材料(52)中實(shí)現(xiàn)連接。
17．按權(quán)利要求13或16任一項(xiàng)的繼電器，其特征在于，接觸彈簧(4)通過(guò)焊接與彈簧架(21)連接。
18．按權(quán)利要求13至16任一項(xiàng)的繼電器，其特征在于，接觸彈簧(4)與彈簧架(21)通過(guò)插塞件連接。
19．按權(quán)利要求13至18任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在兩個(gè)外殼部分(1、2)連接時(shí)，間接測(cè)量銜鐵行程和/或超行程(通過(guò)熔焊電壓的電測(cè)量)，并在達(dá)到預(yù)定的值時(shí)結(jié)束連接過(guò)程。
20．按權(quán)利要求19的方法，其特征在于，在連接時(shí)至少兩半殼體的一半殼體(1)的邊緣區(qū)(25)產(chǎn)生變形一直達(dá)到預(yù)定的超行程為止。
21．按權(quán)利要求20的方法，其特征在于，兩半殼體的一半殼體(1)的邊緣或在該邊緣上整體成形的一條肋(25)在連接時(shí)用超聲波產(chǎn)生變形。
全文摘要
繼電器由第一外殼部分(1)和第二外殼部分(2)組成,在第一外殼部分中灌封一個(gè)帶有U形鐵心(6)的線圈(3),在第二外殼部分中固定至少一個(gè)彈簧架(21)和至少一個(gè)靜接觸元件(22,23)。在該彈簧架上固定一個(gè)具有一個(gè)扁平銜鐵(5)的接觸彈簧(4)。通過(guò)兩半殼體(1,2)的連接實(shí)現(xiàn)繼電器調(diào)節(jié)和同時(shí)實(shí)現(xiàn)密封。
文檔編號(hào)H01H50/04GK1225191SQ97196299
公開日1999年8月4日 申請(qǐng)日期1997年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月17日
發(fā)明者J·克爾恩, A·伯勒瑟 申請(qǐng)人:西門子公司