CN1222971C - 电磁开关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁开关装置、尤其是接触器，其具有开关壳体(2)和可插入该开关壳体中的插入单元(4)，该单元包括线圈支架(12)。脱扣元件(60)支承在插入单元(4)壳体部件(40)上，该脱扣元件用于机械地操纵用于一省电电路的电气开关(24)的开关元件(30)。开关(24)装配在设置在插入单元(4)里面的支承结构(印刷电路板22)上并具有一支座轮廓部件(70)，该支座轮廓部件顶靠在壳体部件(40)的支承轮廓部件(72)上。

Description

电磁开关装置
本发明涉及一种电磁开关装置，尤其是接触器，这种电磁开关装置具有一个可插入开关装置壳体中的插入单元，该插入单元包括一个用于线圈的线圈支架，该线圈例如是在WO 95/12891中所公开的那样。
这种也可称作线圈组件的插入单元由至少一个线圈支架所组成，该线圈支架支承一个或多个铜线绕组并具有一个接线区，绕组通过该接线区与一外部电压接通。线圈组件构成电磁开关装置的驱动器。
这种驱动器的专门结构例如是所谓的省电电路驱动器。在此，相对较大的用于接通开关装置所需的接通或吸动能量在某个给定的时刻退回到一个明显较小的保持能量。这一点具有优点，它使开关装置在接通状态的能耗降低并相应地减小损耗功率以及与此相关的热辐射。
为了实现这种省电电路，已公知给线圈配备两个绕组，其中一个构成吸动绕组而另一个构成保持绕组。现在借助一个机械的开关元件断开这个吸动绕组，使得只有保持绕组流过电流。在此，机械开关元件的操纵通过一个适当的脱扣元件实现，该脱扣元件通过开关装置的移动单元而移动并在接通过程中的某一给定时刻操纵开关元件。通过开关装置移动单元的动能克服在吸动绕组断开时刻与其最终位置(保持位置)之间由移动单元(衔铁和接触滑块)所经过的行程差(Differenzweg)。
对于由美国专利说明书US 5,040,089公开的一种直流继电器的省电电路，通过接通驱动线圈一绕组部分或接通一附加电阻使经过脱扣线圈导入的脱扣电流从一个相对较高的接通电流值降低到一个相对较低的保持电流值，通过这种方法使总能耗降低。
为了保证能够以尽可能小的吸动能量达到保持位置，可致力于将开关点尽可能地远离保持位置。这要求精确的开关点位置，以保证达到保持位置。
本发明的目的在于，提供一种电磁开关装置，该开关装置通过其设计结构能够使为实现机械的省电电路而装在开关壳体里的电气开关的开关点的误差范围尽可能地小。
上述目的按照本发明通过一种电磁开关装置、尤其是接触器实现，它包括一开关装置壳体和一个可插进开关装置壳体的插入单元，该插入单元包括一个用于一线圈的线圈支架以及一个支承在插入单元壳体部件上的脱扣元件，该脱扣元件用于机械地操纵用于一个省电电路的一电气开关的开关元件，该开关安装在设置在插入单元里面并与壳体部件分离的支承结构上，并且具有一支座轮廓部件，该支座轮廓部件顶靠在壳体部件的支承轮廓部件上。
通过这个措施使为实现省电电路而设置的开关定位在同一壳体部件中相对于参考面固定的位置上，在壳体部件上还支承着脱扣元件，尽管对于壳体部件和支承结构涉及到两个分离的结构部件，而且这两个部件只有在完成插入单元时才拼接到一起。开关相对于脱扣元件的位置通过这些措施而与这样一些误差无关，亦即与在将开关预装配在一支承结构上、优选是一印刷电路板上时的误差或者将该印刷电路板设置在相对于壳体部件的插入单元里时的误差无关。由此使开关行程误差降到最低。
在本发明的一个优选结构中，在操纵开关元件时施加在开关上的力通过支座轮廓部件(Stuetzkontur)传递到支承轮廓部件(Lagerkontur)上。通过这个措施保证开关在操作时保持在一个固定的壳体部件基准位置上并因而保持在相对于脱扣元件的位置上。
尤其是，电气开关安装在一个基本上平行于壳体部件外壁设置的印刷电路板上，并以其壳体上的至少一个构成支座轮廓部件的部件透穿过该印刷电路板。这一点在加工工艺上能够实现特别简单的插入单元结构。
所述支承轮廓部件最好设置在外壁内侧，该外壁尤其在这个部位具有加固结构。由此进一步防止在操作开关元件时壳体部件变形。
在本发明另一具有优点的结构中在壳体部件上形成一池槽，开关设置在池槽里并通过浇注材料位置固定。这一点在加工工艺上能够特别简单的实现。此外浇注材料也同时用于保护除开关之外附加设置在印刷电路板上的电气元器件。
最好在壳体部件上设置两个侧向支承臂用于支承脱扣元件。由此实现脱扣元件稳固且定位准确的支承。
在本发明另一具有优点的结构中，线圈支架在其一端面配有至少一个连接臂，通过该连接臂将线圈支架支承在壳体部件上，其中尤其是另一端面具有至少一个定位钩，该定位钩定位在壳体部件上一对应的空隙里面。由此保证线圈支架稳定地支承在壳体部件上。
尤其是，所述空隙设置在脱扣元件的支承臂上。这将实现特别简单的设计结构，因为支承臂不仅承担支承脱扣元件的作用而且还承担固定线圈支架的作用。
下面参见附图所示实施方式对本发明予以详细说明。附图中：
图1为按照本发明的带有一个已装插入的插入单元的电磁开关装置的外观简图，
图2表示在插入单元的线圈支架上带有定位在其上的、固定电气开关的印刷电路板，
图3表示用于支承线圈支架的壳体部件，
图4表示将线圈支架插进壳体部件时的插入单元，
图5同样以透视图表示插入单元，该插入单元带有支承在壳体部件上的脱扣元件，
图6为插入单元的截面图，
图7为本发明的另一具有优点的结构，它带有支承在壳体部件两个端面上的线圈支架。
按照图1的电磁开关装置，在本实施方式中为接触器，包括一个开关壳体2，一个插入单元4(线圈组件)可插进该开关壳体内。插入单元4在壳体端盖一侧配备有一个接线区6，在该接线区内设置用于插入单元4线圈绕组的接线部件。此外在图中还用虚线表示出电磁开关装置开关触点的一个接线区8。
在图2中线圈支架12的端面10配有两个连接臂14，该连接臂构成U形侧腿，U形的底边由线圈支架12端框18的长棱边16构成。至少一个连接臂14配有一个侧向缝隙20用于导引在图中没有示出的线圈绕组的端部。
在连接臂14的自由端上设置一支承结构，在本实施方式中为印刷电路板22，该印刷电路板是一个电气开关24以及其它为了实现省电电路所需的电子元器件25的支承体。在此电气开关24固定地预装配在支承结构上。所述印刷电路板22配有在图中不可见的触针，线圈绕组的端部钎焊在触针上。从印刷电路板22上将连接导体26引到接线触点28，该触点用于从外部将实现开关动作的控制电压输入到开关上。
开关24在其背离印刷电路板22的平面上具有一开关元件30，通过其轴向移动实现开关24的机械控制。
按照图3，一个用于固定线圈支架以及印刷电路板22的壳体部件40配有两个侧向支承臂42，该支承臂在其内侧分别配有导向部件44，该导向部件用于固定要推到壳体部件40上的线圈支架(见图2)。当完整装配好的插入单元4(参见图1)定位在开关装置里面时，壳体部件40同时作为端盖并因此成为开关壳体的组成部分(见图2)。
壳体部件40配有侧壁46，该侧壁向插入单元的内部延伸并与端盖共同形成一个用于容纳印刷电路板22(见图2)的池槽48。在池槽48底部形成一支座圆柱体50。在底部上成形的一些横梁52通到支座圆柱体50的外表面，这些横梁同时构成由塑料注塑部件组成的壳体部件40在支座圆柱体50处的加固结构。由支座圆柱体50和横梁52构成的加固结构位于池槽48底部的一个凹穴里面。
图4示出当线圈支架12插进壳体部件40时的插入单元4。在这个视图中可以看出，已配备的印刷电路板22支承在池槽48里面。开关24位于该图中不再可见的加固结构上，其中支座圆柱体50(见图3)与开关元件30的纵轴、即与操作时施加在开关元件上的作用力方向重合。
图5示出已装配脱扣元件60的插入单元4。脱扣元件60通过一根轴62可转动地支承在支承臂14的支承孔64里面。在轴62上固定有一脱扣杠杆66，该杠杆在由图中未示出的开关装置衔铁引起的轴62转动时，操纵开关24的开关元件30。
按照图6，开关24具有一支承轴颈68，开关24利用该轴颈68透穿印刷电路板22。支承轴颈68基本上为空心圆柱体并具有一纵向缝隙，该缝隙将这个空心圆柱体分成两半。由此使支承轴颈68易于插进印刷电路板22上一相应的开孔里面。通过支承轴颈68外圆周上的锥形将开关24定位在印刷电路板22上，使其易于装配。
支承轴颈68的端面构成支座轮廓部件70，该支座轮廓部件支撑在构成一个支承轮廓部件(Anlagekontur)72的支座圆柱体50的端面上，在图中只能看到该支座圆柱体的端面棱边。印刷电路板22与预装配的开关24一起平行于壳体部件40外壁73地插入池槽48，一直到开关24的支座轮廓部件70顶靠在壳体部件40的支承轮廓部件72上。开关24在印刷电路板22上与可能产生的位置误差无关地固定在其相对于壳体部件40的位置上。为此用一种浇注材料74充填池槽48，以使开关24固定在其相对于壳体部件40的额定位置上。浇注材料74同时用于保护为实现省电电路而设置在印刷电路板上的其它电子元器件25。
在装配时通过这一措施将开关24置于一个相对于壳体部件40、且因此相对于可偏转地直接设置在壳体部件40上的脱扣元件66的固定且给定的空间位置上，尽管该开关24预装配在一个与壳体部件40分离的支承结构(在本实施方式中为印刷电路板22)上。换句话说：开关设置在支承结构上时的误差以及将支承结构装进壳体部件40时的误差在实际上对开关行程误差没有影响。因此使开关行程误差降至最小并且与开关24在印刷电路板22上的安装位置以及印刷电路板22在池槽48中的安装位置无关。
由脱扣杠杆66施加在开关元件30上的作用力F垂直于支座轮廓部件70并通过平行于该支座轮廓部件的支承轮廓部件72传导，使开关24在操作时也保持在一个相对于壳体部件40并因此相对于脱扣元件60的稳定位置上。
在图7所示的本发明的一个可选结构中，线圈支架12的连接臂14插入壳体部件40上的导槽80里面，该导槽位于用于可偏转地支承脱扣元件60的支承臂42对面。在连接臂14对面的线圈支架12的端面82上，在面对壳体部件40的角部区域内分别设置一定位钩84，该定位钩插卡到支承臂42自由端上的空隙86里面并实现卡锁连接。通过这种设计结构起到稳定支承线圈支架12的作用，这对于大的结构形状尤其有利。

Claims (12)

1.一种电磁开关装置，其具有一个开关壳体(2)和一个可插入该开关壳体中的插入单元(4)，该插入单元包括一个用于一线圈的线圈支架(12)以及一个支承在插入单元(4)的一壳体部件(40)上的脱扣元件(60)，该脱扣元件用于机械地操纵用于一省电电路的一电气开关(24)的开关元件(30)，该开关装配在一个设置在插入单元(4)里面的支承结构上并具有一支座轮廓部件(70)，该支座轮廓部件(70)顶靠在壳体部件(40)的一支承轮廓部件(72)上。
2.如权利要求1所述的电磁开关装置，其中，在操纵开关元件(30)时施加在开关(24)上的力(F)通过支座轮廓部件(70)传递到支承轮廓部件(72)上。
3.如权利要求2所述的电磁开关装置，其中，设置一印刷电路板(22)作为所述支承结构，该印刷电路板基本上平行于壳体部件(40)的外壁(73)而设置，其中，该电气开关(24)以其壳体上的一个构成支座轮廓部件(70)的部件(68)透穿印刷电路板(22)。
4.如权利要求3所述的电磁开关装置，其中，所述支承轮廓部件(72)设置在外壁(73)内侧。
5.如权利要求4所述的电磁开关装置，其中，所述外壁(73)在支承轮廓部件(72)处具有一加固结构(52)。
6.如上述任一项权利要求所述的电磁开关装置，其中，在壳体部件(40)上形成一个池槽(48)，所述开关(24)设置在该池槽里面并通过浇注材料(74)位置固定。
7.如权利要求1所述的电磁开关装置，其中，在壳体部件(40)上设置两个侧向支承臂(42)用于支承脱扣元件(60)。
8.如权利要求7所述的电磁开关装置，其中，所述脱扣元件(60)可转动地支承在支承臂(42)上并通过一转动杠杆(66)与开关(24)的开关元件(30)有效连接。
9.如权利要求1至6中任一项所述的电磁开关装置，其中，所述线圈支架(12)在其一端面(10)上配有至少一个连接臂(14)，通过该连接臂将线圈支架支承在壳体部件(40)上。
10.如权利要求9所述的电磁开关装置，其中，所述另一端面(82)具有至少一个定位钩(84)，该定位钩卡锁定位在壳体部件(40)上的一对应空隙(86)里面。
11.如权利要求10所述的电磁开关装置，其中，所述空隙(86)设置在用于脱扣元件(60)的一个支承臂(42)上。
12.如权利要求1所述的电磁开关装置，其中，所述电磁开关装置是接触器。
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Granted publication date: 20051012