CN100508098C - 电子功能继电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种简单和价廉的电子功能继电器(1)，尤其是过载继电器，其包括一个双稳态的带有一个用于机械操纵的啮合件(7)的印刷电路板继电器组件(2)，以及一个单独的、可与该印刷电路板继电器组件(2)连接的复位机构(3)，它有一个与所述啮合件对应的控制杆(21)，用于使所述印刷电路板继电器组件(2)手动复位到接通位置。

Description

电子功能继电器

技术领域

本发明涉及一种电子功能继电器，尤其是电子过载继电器。

背景技术

由DE 102004045205 A1已知这种功能继电器。这种已知的功能继电器在一个公共的外壳内有一个双稳态的继电器组件和一个复位组件，以及借助多个从外壳伸出的触针可以安装在印刷电路板上。复位组件包括一个与继电器组件对应的控制杆和一个可以克服弹簧压力手动弹性偏移的操纵件，操纵件通过一个拨钩作用在控制杆上，使操纵件被操纵时将控制杆运动到一个与印刷电路板继电器组件的接通位置对应的复位位置。操纵件和控制杆在这里以这样的方式在外壳内导引，即，使拨钩在操纵件的静止位置和操纵位置机械上与控制杆脱开。

此外，由EP 0940831 A2已知一种通过触针安装在印刷电路板上的热过载继电器。

本身有电源的电子过载继电器通常用于保护电动机防止过载。为此，过载继电器通常在馈电网的电动机支线内直接连接在为电动机配设的开关元件、尤其接触器下游。在有故障的情况下，亦即过载时，接触器被过载继电器切断并因而自动与电源分开。按传统的方式，过载继电器在切断后机械地尤其通过操纵一个复位按键重新复位到接通状态。与之不同，在一种过载继电器中可以通过一种所谓的自动复位(Auto-Reset)采用电动复位。自动复位所需的电能首先储存在为过载继电器配设的电容器内，以及在切断后提供用于继电器复位。

传统的过载继电器通常包括一个磁回路，它有一个配备永久磁铁的控制摇杆。磁回路通过一个线圈可电磁激励，所以在电脉冲的影响下控制摇杆双稳态地从接通位置偏倾到断开位置，与此同时相应地操纵过载继电器的开关触头。为了继电器的手动复位，通常在过载继电器内组合一个相应的机械结构。

与上述过载电路不同，功能继电器也可按从属电子控制设备的方式，实施另一个保护或监控功能。按上述意义的功能继电器尤其也可以设计为低压触发器、温度控制器、料位传感器等。

发明内容

本发明的目的是提供一种能方便和廉价地制造的电子功能继电器，尤其是过载继电器。

上述目的按本发明通过这样一种电子功能继电器来实现，该继电器包括一个双稳态的印刷电路板继电器组件，该印刷电路板继电器组件可通过一个在其外壳内的啮合件从外部被机械操纵，以及包括一个复位机构，其中，

-该复位机构包括一个与啮合件对应的控制杆和一个克服弹簧压力可手动弹性偏移的操纵件，该操纵件通过一个拨钩作用在控制杆上，使得在操纵所述操纵件时将控制杆运动到一个与所述印刷电路板继电器组件接通位置对应的复位位置，

-所述操纵件在复位机构的一支架上导引，使得所述拨钩在所述操纵件的一静止位置和一操纵位置机械上与所述控制杆脱开，

-所述复位机构和印刷电路板继电器组件分别设计为单独的部件，以及

-所述复位机构装在所述印刷电路板继电器组件外壳的外面并可与该印刷电路板继电器组件连接。

据此，功能继电器包括两个单独的和可以互相机械连接的部件，亦即一方面是一个印刷电路板继电器组件(下面简称继电器组件)和另一方面是一个复位机构。在这里，继电器组件设有一个啮合件，它允许机械操纵继电器组件。作为啮合件从其功能方面而言可指任何能从外部对继电器组件的开关状态施加机械影响的装置。啮合件尤其通过继电器组件的一个外壳上的孔实现，继电器组件的开关机构可通过此外壳孔从外部到达。与之不同，啮合件也可以通过开关机构的一个从继电器组件的外壳伸出的部分构成。复位机构包括一个与啮合件对应的控制杆，它设计为通过直接或间接手动操纵此控制杆可使继电器组件回复到接通位置。

本发明尤其可以使用一个印刷电路板继电器组件作为电动机过载保护的部分。这种继电器组件作为大量生产的产品可以在市场上买到，因此比传统的过载继电器的开关机构便宜得多。

按优选的设计，复位机构包括一个尤其制成塑料注塑件的支架，作为摇杆组成部分的控制杆可摆动地装在支架上。在这里，支架与控制杆或摇杆恰当地设计为，使控制杆自由端在复位机构在继电器组件上的装配状态抗扭地固定在啮合件内，所以摇杆的摆动位置单一地由继电器组件的开关状态规定。这便有可能使继电器组件的开关状态可以通过摇杆的摆动位置看出。尤其是复位机构为此包括一个开关位置指示器，它与摇杆机械连接并因而在摇杆摆动时一起运动。按特别简单的设计，开关位置指示器通过一个尤其相对于控制杆大体成直角地成形在摇杆上的臂的自由端构成。

此外，复位机构包括一个可手动克服弹簧压力弹性偏移的操纵件。操纵件设有一个拨钩，它与控制杆或与摇杆配合作用，使得通过操纵操纵件，拨钩将控制杆运动到一个与继电器组件接通位置对应的复位位置。

在这里，操纵件在支架上导引，使拨钩不仅在操纵件的静止位置而且在其操纵位置均在机械上与控制杆脱开。这就可以实现过载继电器的所谓自由脱扣，在这种情况下即使操纵件被操纵时仍能断开继电器组件。

按本发明的一种优选的设计，所述的自由脱扣可以采取措施用机械上简单而有效的方式实现，即，使拨钩可以相对于操纵件的基体(尤其弹性地)偏转，在这里拨钩为了与控制杆连接或脱开，在支架的一个相应的导引装置上被强制导引。

为了获得复位机构的一种简单、易于操作和不出故障的设计，将操纵件的基体设计为基本上圆柱形，以及按照按钮的方式可轴向移动地在支架上导引。

此外，继电器组件与复位机构在技术上简单和有效的连接恰当地这样实现，即，复位机构可以卡锁在继电器组件上。

采用本发明获得的优点尤其在于，通过采用作为大批量生产的产品而制造的印刷电路板继电器组件作为电子功能继电器尤其是过载继电器的开关元件，以及与一个单独的复位机构相结合，可以实现一种特别经济地生产的功能继电器。此外，使用印刷电路板继电器组件，可以将功能继电器直接集成在一个电子线路内。单独的复位机构机械上可以设计得简单、紧凑和零件少，并因而同样可以经济地生产。尽管尺寸小，此复位机构仍有杰出的功能，其中包括自由脱扣和开关位置指示。此外，这种功能继电器比较容易装配。

附图说明

下面借助附图详细说明本发明的实施例。其中：

图1表示电子功能继电器分解图，包括一个印刷电路板继电器组件和一个可与之连接的单独的复位机构；

图2用透视图表示处于装配状态的功能继电器；

图3和4表示处于接通状态和断开状态的功能继电器沿III-III(按图2)的局部剖视图；

图5至10示意表示在通过复位机构进行的复位过程中功能继电器的六个彼此相继的位置；以及

图11至14用示意侧视图表示在复位过程中复位机构的一操纵件与一个用于拨钩的强制导引装置的四个彼此相继的位置。

在所有的图中彼此对应的部分和尺寸总是采用相同的符号。

具体实施方式

在图1中表示的功能继电器1包括一个印刷电路板继电器组件2和一个可卡锁在它上面的复位机构3。功能继电器1还包括一块印刷电路板4，它配备有一个(图1中没有详细表示的)电子过载脱扣电路S。

印刷电路板继电器组件2(或简称继电器组件2)是一个普通的规定安装在印刷电路板上的双稳态继电器，亦即可电控的双稳态换接开关。这种继电器组件作为大量生产的产品可以在市场上买到。继电器组件2为了安装在印刷电路板4上设有六个设计为插针5的形式的触点A1、A2、K1-K4，下面对此还要详细说明。在背对插针5的前侧6上，继电器组件2有一个啮合件7，通过它可以从外部机械操纵、亦即可通断所述继电器组件2。此啮合件7通过外壳上的孔8构成，在它后面安装一个(表示在图3和4中的)开关机构9的一个运动部分。开关机构9在这里尤其在外壳孔8的区域内设有一个凹槽10，用作机械操纵的作用点。

复位机构3包括支架11、摇杆12和操纵件13。支架11设计为(非常简化地说)皿形以及将其尺寸确定为，使继电器组件2可将前侧6向前准确配合地置入支架11的一个(在图1中看不到的)内腔中。支架11在这里借助一些卡锁件14(在图1和4中只能看到其中之一)可以卡锁在继电器组件2上。此外，支架11用于可绕摆动轴线15摆动地支承摇杆12(图2)。为此，支架11在前壁16内有一个孔17，它起摇杆12的轴段18安装座的作用。在按图2的装配状态，摇杆12通过轴段18卡定在孔17内。

摇杆12设计为基本上L形，其中轴段18和通过它确定的摆动轴线15相对于所述L形平面垂直定向。因此摇杆12包括两个大体沿径向相对于摆动轴线15伸出的边腿19、20。

较短的边腿19(在背对按图1的视图一侧)带一个凸块状相对于轴段18反向伸出的控制杆21，它与继电器组件2的啮合件7对应。较长的边腿20在自由端带一个开关位置指示器22。

操纵件13包括一个基本上圆柱形的具有操纵端24的基体23，操纵端起按钮的按压面的作用。此外，操纵件13包括一个大体钩状的拨钩25，它通过一个大体平行于基体23并与之隔开距离地延伸的弹性臂26，整体式成形在一个大体沿径向从基体23伸出的底座27上。此外，在拨钩25上成形一个导引凸块28，它从拨钩25相对于基体23大体沿切线的(并因而在按图1的视图中从图纸平面倾斜引出的)方向伸出，并在这种情况下尤其超出拨钩25和弹性臂26。导引凸块28在这里为了拨钩25的强制导引与导向片29(图11至14)配合作用，导向片内侧安装在支架11的导引段30上，所以在图1中被遮盖。

操纵件13将一个背对操纵端24的端部31向前插入支架11的一个纵向导引装置32内，以及在此纵向导引装置32内可以在两个导引档环33和34之间移动地导向。操纵件13在这里被一个置入支架11弹簧盒35内和与端部31配合作用的压力弹簧36预紧在静止位置，以及可以从此静止位置通过在操作端24上施加压力克服弹簧压力弹性偏移。操纵件13可借助一个可弹性地压靠在基体23上的弹性臂37在导引档环33后面与支架11互锁。

图2表示功能继电器1的装配状态，在此状态，摇杆12和操纵件13连同压力弹簧36固定在支架11上，以及以此方式构成的复位机构3卡锁在继电器组件2上。由图3和4可以看出，在此装配状态摇杆12的控制杆21与啮合件7配合作用，为此它穿过外壳孔8插入继电器组件2开关机构9的凹槽10内，摇杆12因而与开关机构9机械连接。基于这种机械连接，摇杆12的摆动位置单一地与继电器组件2的开关状态相关联。尤其在继电器组件2开关时，摇杆12也始终按特征显明的方式摆动，或在摇杆12摆动时开关继电器组件2。

图3表示继电器组件2的接通状态，它与摇杆12第一个摆动位置38相对应，在此位置摇杆12的边腿20(如图2所示)大体垂直向“上”，也就是说大体与操纵件13的基体23平行定向。

图4表示的继电器组件2断开位置与摇杆12的第二个摆动位置39相对应，在此位置边腿20(如图2中仅示意表示的那样)相对于操纵件13的基体23倾斜定向，并因而相对于摆动位置38偏倾一个角α。

为了使继电器组件2从按图4的断开位置复位到按图3的接通位置，按规定以按钮的方式操纵操纵件13。此时，拨钩25以下面还要详细说明的方式与边腿19的自由端40配合作用，所以摇杆12从摆动位置39偏转到摆动位置38并由此接通继电器组件2。

图5至10示意表示功能继电器1的工作原理。图5表示继电器组件2并因而功能继电器1处于接通位置，在此位置触点K1与K2之间的线路接线闭合，而在触点K3与K4之间的另一个线路接线断开。继电器组件2的机电脱扣器41通过另外两个触点A1和A2与安装在印刷电路板4上的电子脱扣电路S连接。脱扣电路S设计为，使它在过载的情况下通过触点A1和A2在脱扣器41上输出一个脱扣电压U。脱扣器41将脱扣电压U转换为机械能，它通过脱扣器41传输给开关机构9，以及促使继电器组件2的电路处于按图6的断开状态，为此，在触点K1与K2之间的线路接线切断，而在触点K3与K4之间的线路接线闭合。随着继电器组件2的断开，摇杆12从摆动位置38偏倾到摆动位置39(图6)。

为了摇杆12和继电器组件2复位，按图7在操纵件13上施加操纵压力。此时，通过下面详细说明的强制导引，拨钩25以这样的方式摆动，即，使它与摇杆12机械连接以及在操纵件13进一步移动时使摇杆12朝摆动位置38的方向回摆(图8)。在所述的回摆时，如前面已说明的那样，摇杆12促使继电器组件2回到接通状态(图8)。

强制导引装置设计为，当操纵件13完全压下(到按图9的操纵位置)以及此时摇杆12回摆到摆动位置38时，使拨钩25与摇杆12机械脱开。通过拨钩25与摇杆12所述的机械脱开，达到功能继电器1的自由脱扣。由图9可以看出，通过脱扣电路S的工作所述继电器组件2可以重新移置于断开状态，即使在此时刻操纵件13受压。

若在复位过程结束后操纵件13卸压，则它在压力弹簧36作用下重新返回按图10的静止位置。在这里拨钩25继续处于与摇杆12脱开的状态。比较图10与图5可以看出，由此已重新恢复到图5所示的起始状态。

在图11至14中示意地详细表示强制导引装置的工作方式。由这些图尤其可以看出，导引凸块28和为了构成强制导引装置与之配合作用的导向片29设计为，当操纵件13从按图11的静止位置沿操纵方向43偏移时(图12)，使导向凸块28在导向片29上沿径向从基体23偏转开。拨钩25在弹性臂26弹性弯曲的情况下跟随着所述的偏移运动，以及在此过程中与自由端40衔接，从而使拨钩25与摇杆12连接。

在操纵件13按图13的操纵位置，导引凸块28与导向片29彼此不再接触，因此拨钩25在由弹性臂26造成的复位力作用下弹回静止位置，并由此释放摇杆12的自由端40。当操纵件13卸载时，在压力弹簧36的推动下使它沿卸载方向44返回原始位置(图14)。此时，导引凸块28在导向片29上朝操纵件13基体23的方向偏移，从而尤其还保持拨钩25相对于摇杆12脱开。操纵件13被压力弹簧36沿卸载方向44推动，直至弹性臂37挡靠在导引档环33上。在这里重新恢复按图11的原始位置，从而可以重新开始复位过程。

所说明的导引凸块28绕导向片29的环状导引尤其这样达到，即，导向片29和/或导引凸块28在操纵件13移动时彼此相遇的表面设有相应的滑移斜面。

Claims (8)

1.一种电子功能继电器(1)，其包括一个双稳态的印刷电路板继电器组件(2)，该印刷电路板继电器组件(2)可通过一个在其外壳内的啮合件(7)从外部被机械操纵，以及包括一个复位机构(3)，其中，

-该复位机构(3)包括一个与啮合件(7)对应的控制杆(21)和一个克服弹簧压力可手动弹性偏移的操纵件(13)，该操纵件通过一个拨钩(25)作用在控制杆(21)上，使得在操纵所述操纵件(13)时将控制杆(21)运动到一个与所述印刷电路板继电器组件(2)接通位置对应的复位位置，

-所述操纵件(13)在复位机构(3)的一支架(11)上导引，使得所述拨钩(25)在所述操纵件(13)的一静止位置和一操纵位置(43)机械上都与所述控制杆(21)脱开，

-所述复位机构(3)和印刷电路板继电器组件(2)分别设计为单独的部件，以及

-所述复位机构(3)装在所述印刷电路板继电器组件(2)外壳的外面并可与该印刷电路板继电器组件(2)连接。

2.按照权利要求1所述的功能继电器(1)，其特征为，所述控制杆(21)是一摇杆(12)的一个组成部分，其中，所述摇杆可摆动地装在所述复位机构(3)的支架(11)上。

3.按照权利要求2所述的功能继电器(1)，其特征为，在所述复位机构(3)与印刷电路板继电器组件(2)连接的情况下，所述控制杆(21)的自由端这样地固定在所述啮合件(7)内，使得所述印刷电路板继电器组件(2)的每个开关状态与所述摇杆(12)的一个单一地配属的摆动位置(38、39)相对应。

4.按照权利要求3所述的功能继电器(1)，其特征在于一个与摇杆(12)机械连接的开关状态指示器(22)。

5.按照权利要求4所述的功能继电器(1)，其特征为，所述开关状态指示器(22)由一个成形在所述摇杆(12)上的边腿(20)的自由端构成。

6.按照权利要求1至5之一所述的功能继电器(1)，其特征为，所述拨钩(25)可相对于所述操纵件(13)的一基体(23)偏转，并为了与所述控制杆(21)连接或脱开在所述支架(11)的一个强制导引装置(29)上导引。

7.按照权利要求6所述的功能继电器(1)，其特征为，所述基体(23)设计为基本上圆柱形，以及按照按钮的方式可轴向移动地在所述支架(11)上导引。

8.按照权利要求1至5之一所述的功能继电器(1)，其特征为，所述复位机构(3)可以卡锁在所述印刷电路板继电器组件(2)上。

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