CN105408943B - 用于机器和/或工厂的指示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种指示装置，其适合于被连接到电气系统(I)的一对端子(E)，并且包括：壳体(2)，其适合于被连接到机器的面板(P)和/或按钮盒，并且限定纵向轴线(L)；电子板(3)，其被容纳在壳体(2)中，并且具有电路(7)和底面(5)，一对导电垫(8)被形成在底面(5)上；至少一个光源(9)，其被安装在板(3)上，并且具有电连接到该对垫(8)的一对触点(10)；连接机构(13)，其用于将垫(8)与系统(I)的端子(E)直接电连接。壳体(2)由第一绝缘基体材料制成，并且板(3)由具有预定值的最大抗压强度(Cmax)的第二绝缘基体材料制成。壳体(2)包括主体(14)和底部元件(15)，主体(14)适合于被固定到面板(P)，底部元件(15)具有一对用于连接机构(13)的座部(16)，连接机构(13)包括按压元件(17)，按压元件(17)被设计为将应力(S)施加在垫(8)上，应力(S)低于电子板3的基体材料的最大抗压强度(Cmax)。

Description

用于机器和/或工厂的指示装置
技术领域
本发明大体应用于电气指示装置的领域，并且尤其涉及用于机器和/或系统的指示装置，优选设计用于开关和/或按钮面板。
背景技术
已知的是，在城市和工业系统中，电气指示装置被用来指示与机器、系统、电气负载或类似设备相关的电路的状态。
即，常用类型的电气指示器包括警告灯和声音警报，警告灯和声音警报适合于安装在配电盘或按钮盒的面板上，用于操作者监测电路或系统的状态。
这些指示器一般包括中空的壳体，中空的壳体具有从面板突出并在其中容纳一个或更多个光源的部分，光源用于发出预定波长的光。
为了节约空间和电力消耗，LED光源通常被使用，LED光源被安装到印刷电路板，印刷电路板位于壳体内且具有被连接到装置的电夹具的导电印制线。
这些使得装置被可移除地连接到端子外部电路，并且实际上可以被设计为夹具或者被设计为拧紧到相应螺纹螺母内的夹紧螺钉。
然而，这些配置涉及一些复杂性，因为它们总是需要操作者在将印刷电路板连接到夹具期间动作。
这种电连接总是需要通过导体的端部被分别焊接到印刷电路板和夹具来手动地建立。
而且，在装置的装配期间，操作者的动作大大增加了制造时间和成本。
为了消除上述缺点，指示装置已经被开发，指示装置具有夹具，夹具被设计为与直接形成在印刷电路板上的导电区域建立电接触而无中间连接元件介于其之间。
韩国专利1020120117102号公开了一种发光指示器，发光指示器具有容纳印刷电路板的盒状壳体，印刷电路板被设计为可移除地支撑LED二极管并且在两面均具有导电垫，导电垫用于与夹具的螺钉或螺母直接相互作用。
虽然印刷电路板上的垫的构造在某些程度上降低了装置的复杂性，但是经验证它仍然具有一些缺点。
印刷电路板置于夹紧螺钉的大的头部与螺纹螺母之间，这意味着垫与外部电路的相应端子之间的稳定电接触仅能够通过以不可忽略的扭矩将螺钉拧紧到螺母内来建立。
因此，印刷电路板的相对的表面处于相当大的压力之下，这会引起电路的绝缘介质破坏，尤其是如果操作者不经意地以过大扭矩拧紧夹具。
该配置的又一缺点是，夹紧螺钉和螺母是单独的零件，并且必须被手动地装配在印刷电路板的相对的表面上。
定位螺钉并且稍后将螺钉拧紧到螺母内的步骤必须被手动地执行，并且这大大增加了装置所需的制造时间。
此外，当在从螺母被完全松开之后必须被再次拧紧到螺母内时，螺钉的钉身必须与螺母的孔对齐，并且尤其是当需要操作者将装置安装在狭窄或难以到达的空间中时，这会是非常复杂的操作。
该配置的另一严重的缺点是，在装置操作期间，螺母将会与印刷电路板的表面分开的风险较高。
在这种情况下，如果该零件丢失，那么会阻止操作者提供垫与外部电路的端子之间的电连接，并且安装时间会被延长。
发明内容
本发明的主要目的是通过提供高效且相对低成本的指示装置来消除上述缺点。
本发明的一个具体目的是提供一种指示装置，该指示装置允许保护印刷电路板免受使用者在将其连接到系统的端子期间的不经意动作的影响。
本发明的另一目的提供一种指示装置，该指示装置能够在不需要操作者的任何手动动作的情况下被完全自动装配。
本发明的另一目的是提供一种指示装置，该指示装置能够被容易地制造，并且具有非常短的制造时间和低的制造成本。
本发明的另一目是提供一种指示装置，该指示装置具有高强度，并且在不易接近的安装环境中，为系统端子提供容易且快速的连接。
本发明得又一目的是提供一种指示装置，该指示装置的印刷电路板容易移除以便维修。
本发明的另一重要目的是提供一种指示装置，在操作者操作期间，在该指示装置中零件不能被丢失。
在下文中更好解释的这些和其他目的通过用于电气系统等的指示装置来实现，指示装置被设计为固定到配电盘和/或按钮盒的面板上，如在权利要求1中所要求保护的。
本发明的有利实施例根据所附权利要求来获得。
附图说明
在阅读本发明的指示装置的一些优选的、非排他性的实施例之后，本发明的进一步的特性和优点将会变得更显而易见，参考附图该实施例被描述为非限制性的示例，其中：
图1是当指示装置正被固定到配电盘和/或按钮盒的面板时，根据本发明第一构造的指示装置的立体图；
图2是图1的装置的侧视图；
图3和图4分别是根据第一实施例的图1的装置的顶部和底部分解立体图；
图5是图1的装置的侧剖视图；
图6是图1的装置的底视图；
图7和图8分别是根据第二实施例的图1的装置的顶部和底部分解立体图；
图9是图7和图8的装置的侧剖视图；
图10是当系统的电端子被保持时图7和8的装置的侧剖视图；
图11是图10的局部放大侧视图；
图12是当系统的电端子被移除时图7和图8的装置的侧剖视图；
图13是图12的局部放大侧视图；
图14和图15分别是根据第三实施例的本发明的指示装置的侧视图和侧剖视图；
图16是图14的装置的分解底部立体图。
具体实施方式
以上附图示出了由附图标记1整体表示的指示装置，指示装置被设计为连接到电气系统I的一对端子E。
即，电气系统I可以与机器、安全电路、电气负载或类似设备相关联。
如图1示意性地所示，指示装置1可以被设计为固定到位于机器附近的配电盘(未示出)的面板P的前壁F。
替代地，指示装置可以被设计为连接到按钮盒(未示出)的面板P，按钮盒被牢固地固定到机器或可由操作者携带。
在指示装置1的基本构造中，本发明的指示装置1包括由第一绝缘基体材料制成的壳体2。
壳体2限定了纵向轴线L，并且在其中容纳基本上平坦的片状的电子板3，电子板3具有顶面4和底面5。
本身已知的板3包括由第二绝缘基体材料制成的片6，例如，第二绝缘基体材料选自可能包括复合环氧树脂(诸如玻璃纤维)的组中，复合环氧树脂具有预定值(例如大约5000MPa)的最大抗压强度Cmax。
板3可以包括被形成在例如顶面4上的电路7，电路7被连接到形成在板3的底面5上的一对垫8，并且在顶面4的大体中心位置安装有光源9(优选LED光源)，并且光源9具有被连接到电路7的电触点10。
电路7可以包括两个或更多个整流二极管11，当直流(DC)或交流(AC)电压Val被施加到垫8时，整流二极管11用于允许将适当的电力供应到源9。
在如图1至13所示的本发明的构造中，电子板3大体上具有圆形平面形状，而在如图14至16所示的构造中，电子板3大体上具有矩形平面形状。
在两种构造中，板3被安装在壳体2中，使得它的延伸主体平面X垂直于纵向轴线L延伸。
因此，从光源发出的光线R将会以最大光强主要地沿纵向方向L传播，并且在壳体2的内表面12上没有反射。
装置1还包括电连接机构13，电连接机构13适合于将垫8与系统I的端子E电连接，用于向电路7和光源9供应电力。
在本发明所特有的方面中，壳体2包括主体14和底部元件15，主体14适合于被固定到面板P，底部元件15具有用于连接机构13的一对座部16，连接机构13包括按压元件17，按压元件17适于将应力S施加于垫8上，应力S低于板3的第二材料的最大抗压强度Cmax。
这会保护板3的片6免受操作者连接垫8与系统I的相应端子E所施加的任何过度应力。
如果板3由具有大约1.6mm厚度的玻璃纤维片制成，由按压元件17施加在板3上的压力必须远低于5000Mpa的Cmax值，该Cmax值被认为是防止板3失效的最大允许值。
特殊地，底部元件15具有大体上横向的底壁18，底壁18具有与座部16连通的一对通道19，以用于允许操作者接近连接机构13。
如图1至13所示的装置1的构造中，壳体2的主体14可以大体上具有管状形状，并且适合于装配到面板P的通孔A内。
主体14可以通过带内螺纹的圆环状的环形螺母20被稳定地固定到面板P，环形螺母20被设计为被拧紧到形成在主体14的侧表面22上的外螺纹21上。
如图2、3、4、7和8中最佳地示出，主体14可以具有顶端边缘23，顶端边缘23被设计为从面板P突出并且与圆顶部24接合，圆顶部24由透明材料制成，以允许从光源9发出的光线R通过。
顶端边缘23具有用于环形件26的座部25，环形件26由聚合物材料制成，环形件26被设计用来对圆顶部24的内表面27提供密封，并且防止灰尘和湿气进入装置1。
通过环状部28，主体14的侧表面22被连接到顶端边缘23，环状部28被设计为使主体14相对于面板P的孔A居中。
主体14还可以具有向下张开的底端19，其内径Ф1大于板3的外径Ф2，以便后者从底部被装配到壳体2内。
主体14的底端29具有端部边缘30，端部边缘30具有一对直径上对置的开口31，开口31与座部16连通以用于端子E沿着横向平面X'被插入/移除并且相对于板3的垫8被保持/释放。
如图3至6中所示的实施例中，按压元件17可以包括一对螺钉32，该对螺钉32位于座部16中，并且适合于被引入形成在板3中、对应于成对的垫8的相应通孔33内。
如在图5中最佳地示出，每个螺钉32可以被拧紧到对应的盲孔34内，盲孔34被形成在壳体2中，与板3的相应的通孔33对齐。
即，如在图3至5中清楚地示出，螺钉32可以是具有锋利外螺纹35自攻类型，并且盲孔34可以最初具有大体上圆柱形的内壁36，内壁36被设计为当螺钉32在其中被首次拧紧时发生变形，由此形成内螺纹(未示出)。
方便地，螺钉32将会具有扩大的头部37，其中头部37的直径Ф3大于形成在底部元件15的底壁18上的通道19的直径Ф4，以当装置1处于垂直位置时，防止螺钉32从座部16中出来。
此外，大的头部37将会适合于将预定的压力施加在垫8上以夹紧系统I的端子E。
因此，当螺钉32被拧紧/松开时，端子E将会被保持为抵靠在垫8上或从垫8中释放，以供应或切断到光源9的电力。
根据本发明，壳体2的第一基体材料被选择为具有低于板3的基体材料的最大抗压强度Cmax的最大拉伸强度Tmax。
因此，当螺钉32正被拧紧时，施加在板3上的应力绝不会超过内壁36处的聚合物材料的的拉伸强度Tmax，因为负荷将会引起形成在盲孔34中的螺纹的破裂。
作为非限制性示例，壳体的基体材料可以选自具有从1700到3500MPa的范围的最大拉伸强度的包括聚四氟乙烯(PTFE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)的塑料材料的组中。
图7至13示出了指示器装置1的变体，该变体基本上在按压元件17的形状和类型方面以及在底部元件15的形状方面不同于图1至6所示的指示装置1。
即，按压元件17包括至少一对金属片元件38，该对金属片元件38被插入底部元件15的座部16中，并且容纳在座部16中的相应锁定元件39作用在金属片元件38上。
优选地，每一个片元件38中包括厚零点几的基体金属片，片被切割并被弯曲成具有大体上矩形平面形状，其中上端部40和下端部41被倾斜以一起形成大约10-20°的锐角α。
上端部40被设计为按压或释放端子E，并且，下端部41被设计为与相应的锁定元件39相互作用。
在上端部40与下端部41之间的中间部分42中，设置有适当形状的附件43，附件43大体上垂直于两端部40、41，并且通过切割并提升基体金属片的中心部分来获得。
每一个锁定元件39包括大体上圆柱形的头部44，头部44具有从其延伸的一对翼部45，每个翼部45均具有径向向外的端缘46，并且适合于与相应的片元件38的底端部41相互作用，以促使上端部40抵靠一个端子E。
每个座部16大体上具有圆柱形的内表面47，内表面47具有大于或等于头部44的直径Ф6的内径Ф5，内表面47具有环状径向向内的突出部48。
后者被设计为与翼部45的内缘46相互作用，以将其相应的锁定元件39锁定在下降位置，在该下降位置中，头部44与底部元件15的底表面49大体上齐平。
此外，底部元件15具有横向壁50，横向壁50通过它的底表面51限定座部16，通过它的顶表面52限定端子E的容纳区域53，容纳区域53与通道19连通。
横向壁50具有被形成在直径上对置的位置、面向座部16的成对的第一狭槽54和第二狭槽55，前者被设计用于相应的片元件38的上端部40通过，而后者被设计为保持其相应的附件43以形成支点56。
片元件38可以绕支点56在两个位置之间枢转，该两个位置倾斜于经过纵向轴线L的垂直平面π。
首先，每个锁定元件39处于其下降位置，即与底部元件15的底表面49(如图9、10和11所示)并且与靠在环状突出部48上的翼部45的凸缘46齐平。在该位置，翼部45的顶部抵接片元件38的下端部41，并且使它与垂直平面π形成角度β，同时维持上端部40被向上旋转。
在该状态下，端子E可以在水平方向上通过相应的开口31被可滑动地促使进入到连接区域53内，由此推动上端部40，上端部40将会弹性地保持端子E以防止其移除。
当端子E必须被释放以便从连接区域53移除时，可以通过螺钉驱动器或另一工具来按压头部44以使头部44返回装配到座部16内，从而锁定元件39可以被移动回到提升位置。
在该位置，翼部45的凸缘46与环状突出部48间隔开，并且促进片元件38的下部41旋转以形成角度β+Δβ。在该状态下，片元件38的上部40被旋转Δβ，使得它下降并且允许端子E滑离。
在如图14至16所示的本发明的实施例中，壳体2可以大体上具有盒状形状，并且主体14可以具有快速连接机构57，快速连接机构57用于促进壳体2到连接底座的可移除固定，该连接底座与面板P连接且未示出。
或者，快速连接机构57可以促进壳体2到按钮盒的底部(也未示出)的连接。
方便地，透明材料的圆柱体或圆锥体58可以被容纳在壳体2内，使得它至少部分地从壳体2中突出，并且被置于光源9上方，以过滤从光源9发出的光线R，并且几乎完全向外传送光线R。
本发明的装置容许在所附权利要求中公开的发明构思内的许多改变和变形。其所有细节可以由其他技术上等同的零件来代替，并且材料可以根据不同需求来改变材料，而不脱离本发明的范围。
虽然已经具体参考附图描述了装置，但是附图标记仅用于更好理解本发明，并非意图以任何方式限制所要求保护的范围。
工业适用性
因为本发明能够在生产电气装置的工厂中以工业规模制造，它可以应用于工业中，并且可以在工业和商业应用的电路、系统和机器上使用。

Claims (11)

1.一种指示装置(1)，其用于连接到电气系统(I)的一对端子(E)并固定到机电盒和/或按钮盒的面板(P)，该装置(1)包括：
-壳体(2)，其被设计为固定到机器的面板(P)和/或按钮盒，并且限定纵向轴线(L)；
-电子板(3)，其被容纳在所述壳体(2)中，并且具有电路(7)和下面(5)，一对导电垫(8)被配置在下面(5)上；
-至少一个光源(9)，其被安装到所述板(3)并且具有一对触点(10)，该对触点(10)被电连接到该一对导电垫(8)；
-连接机构(13)，其用于将所述导电垫(8)与系统(I)的端子(E)直接电连接；
其中，所述壳体(2)由第一绝缘基体材料制成，并且所述板(3)由第二绝缘基体材料制成，该第二绝缘基体材料具有预定值的最大抗压强度(Cmax)；
其特征在于，
所述板(3)具有主延伸平面(X)，所述主延伸平面(X)垂直于所述纵向轴线(L)延伸，
所述壳体(2)包括主体(14)和底部元件(15)，主体(14)被设计为固定到面板(P)，底部元件(15)具有容纳所述连接机构(13)的一对座部(16)，并且
所述连接机构(13)包括按压元件(17)，按压元件(17)用于在所述导电垫(8)上施加应力(S)，该应力(S)小于所述第二绝缘基体材料的最大抗压强度(Cmax)的所述预定值，所述壳体的所述第一绝缘基体材料选自具有小于最大抗压强度(Cmax)的拉伸强度(Tmax)的塑料材料的组中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底部元件(15)包括大体上平坦的底壁(18)，底壁(18)具有与所述座部(16)连通的一对通道(19)，以允许所述连接机构(13)进入。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述按压元件(17)包括一对螺钉(32)，该对螺钉(32)容纳在所述座部(16)中，并且能够插入形成在所述板(3)上、对应于该一对导电垫(8)的相应通孔(33)内，所述螺钉(32)被设计为拧紧到相应的成对的盲孔(34)内，盲孔(34)被形成在所述主体(14)中、与所述通孔(33)对齐。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述壳体(2)的所述第一绝缘基体材料选自塑料材料的组中，该塑料材料的拉伸强度(Tmax)小于所述抗压强度(Cmax)，以当这些螺钉(32)被拧紧到所述盲孔(34)内时，限制由所述螺钉(32)在所述板(3)上产生的应力(S)。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述螺钉(32)包括扩大的头部(37)，所述头部(37)面向所述导电垫(8)，并且被设计为与系统(I)的端子(E)接触。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述按压元件(17)包括一对金属片元件(38)和一对锁定元件(39)，该对金属片元件(38)被插入到所述座部(16)内，该对锁定元件(39)作用于所述片元件(38)上，并且被容纳在所述座部(16)中。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每个所述片元件(38)能够分别地在与端子(E)中的一个端子的接合位置和脱离位置之间移动，用于将该端子与所述导电垫(8)电连接。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，每个所述片元件(38)包括上端部(40)和下端部(41)，上端部(40)被设计为与一个相应的端子(E)接触，下端部(41)被设计为与一个相应的锁定元件(39)相互作用。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述底部元件(15)包括横向壁(50)，横向壁(50)具有限定所述座部(16)的下表面(51)和限定连接区域(53)的上表面(52)，连接区域(53)用于将端子(E)与所述导电垫(8)连接，所述横向壁(50)设置有第一对狭缝(54)，狭缝(54)用于所述片元件(38)的上端部(40)在所述连接区域(53)中通过。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体(2)的所述主体(14)大体上具有管状形状，并且能够插入到面板(P)的孔(A)内，所述主体(14)被设计为通过带内螺纹的环状套筒(20)被固定在所述孔(A)中，该内螺纹适于将环状套筒(20)拧紧到形成在所述主体(14)的侧表面(22)上的螺纹(21)上。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体(2)具有大体上盒状的形状。
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