CN1383172A - 具有开关状态显示的开关继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有开关状态显示的开关继电器,其中,显示元件与开关继电器的开关触点可联动地连接,并以可清楚识别的方式显示开关位置。显示元件放大了显示行程,这样,可以更容易地看见触点的运动。该原理是基于例如薄膜铰链的弯曲线的细长指针作用。由于该显示元件由质量轻的复合材料部件构成,因此,只是在很小的程度上减小了触点的动态性能。

Description

具有开关状态显示 的开关继电器

                        技术领域

本发明涉及电磁开关继电器，尤其是涉及具有可视指示器的继电器。

                        技术背景

开关继电器用于各种技术领域，尤其是用于汽车业。开关继电器有各种结构形式。例如，公开专利申请DE19920742A1公开了一种电磁继电器，该电磁继电器有基座、磁体系统和衔铁簧，其中，磁体系统有一个衔铁，两个杠杆部分成一体形成于衔铁上。这两个杠杆部分形成衔铁簧的支承点。衔铁簧的另一支承点位于固定的继电器部分内。通过使固定的继电器部分弯曲，可以对衔铁进行调节，从而可以调节触点间距。

已知开关继电器的一个问题是继电器的开关状态(闭合或断开)通常不能确定。在已知继电器中，触点布置可以通过在继电器壳体上的观察窗进行检查。触点间距构成为足够大，这样，当开关触点断开时，它的状态可以通过视觉识别。不过，该结构的缺点是触点必须布置在壳体的观察窗附近，而且，当触点断开时触点间距必须足够大。

                         发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种电磁开关继电器，其中，开关状态能够更容易地识别。

本发明的另一目的是提供一种用于开关继电器的显示元件，以便显示开关继电器的开关位置。

本发明的开关继电器有一个显示元件，该显示元件可移动地安装，并与开关触点可联动地连接，根据开关触点的位置而从静止位置向显示位置运动。使用机械显示元件的优点是不管触点元件的位置如何，都可以清楚地可视显示开关状态。而且，显示元件可以将触点间距的很小变化或衔铁位置的很小变化通过显示元件而转变成显示元件的明显变化。根据显示元件的位置的明显变化，可以简便地识别开关继电器的开关状态。

优选是，显示元件并不直接与开关触点相连，而是与一个位置取决于开关触点位置的部件可联动地连接。在一个优选实施例中，显示元件与衔铁或衔铁簧可联动地连接。

显示元件中包括具有指针的柔性连接点，以便放大触点或衔铁的运动。这可以更清楚地显示开关的位置。优选是，开关触点的偏移通过杠杆作用放大，并转换成指针或显示元件的更大偏移。

                         附图说明

下面将参考附图更详细地介绍本发明，附图中：

图1所示为开关继电器的示意图，其中没有壳体。

图2所示为从下面看时开关继电器的视图。

图3所示为开关继电器的剖面图。

图4所示为开关继电器的第二剖面图。

图5所示为显示元件的第一实施例的透视图。

图6所示为显示元件的第二实施例的透视图。

图7所示为开关继电器的另一实施例。

图8所示为显示元件的另一实施例。

                     具体实施方式

图1表示了开关继电器1的主要部件，其中除去了壳体。该开关继电器1有电磁线圈4，该电磁线圈位于磁心6上。轭铁7位于电磁线圈4下面，并抵靠一永磁体32。磁心6布置在永磁体上方。在右手侧，轭铁7超过电磁线圈4凸出，并作为衔铁板21(图2)的抵靠表面。轭铁7左手端终止于一保持板17，该保持板17冲压成Z字形。衔铁簧9固定在保持板17顶面上的第一弹簧板18上。该第一弹簧板18斜向上延伸伸过电磁线圈4，并与第二弹簧板19相连。第二弹簧板19布置成基本与电磁线圈4的顶面平行，并延伸到电磁线圈4的右手端。在电磁线圈4的右手端，第二弹簧板19延伸到弯曲区域31。第三弹簧板20从该弯曲区域31伸出，并布置成基本平行于电磁线圈4的端表面。

在衔铁簧9上面有按钮10，该按钮10安装在开关继电器1的壳体(未示出)内。按钮10的中心推压表面通过弹性波纹管与固定的外框架相连。外框架安装在壳体内。该中心推压表面可以通过人工驱动而以朝着第二弹簧板19的方向向下按压，从而将弹簧板19向下压。

电磁线圈4有用于触发的电接线端5。而且，还提供有第一和第二负载接线端2、3，该第一和第二负载接线端2、3在轭铁7下面横向延伸，并根据开关继电器1的开关位置而彼此导电连接或彼此绝缘。显示元件11布置在电磁线圈4的纵向右手侧，该显示元件11有保持件12、第一和第二臂13、14以及显示表面15。保持件12与轭铁7相连。保持件12通过第一弹性连接件39与第一臂13相连。第一臂13基本垂直地从轭铁7向上延伸到低于第二弹簧板19处。显示表面15形成于第一臂13的端头处，并在电磁线圈4上面横向延伸。第二弹簧板19有在显示表面15之上的显示开口16。

图1表示了处于第一位置的显示表面15。第二臂14通过第二弹性连接件41与第一臂13相连，并布置成基本平行于第一臂13。在上端处，第二臂14有制成狭槽形式的安装区域28。第二弹簧板19推入该安装区域28中，因此，当第二弹簧板19的垂直位置改变时，第二臂14也运动，从而使第一臂13也运动。这意味着显示元件11夹在轭铁7和第二弹簧板19之间。轭铁7的位置是固定的，因此，显示表面15的位置仅取决于第二弹簧板19的垂直位置。例如，当第二弹簧板19向下压时，如图1所示，那么第二臂14也向下压。因为第二臂14与第一臂13相连，在第一臂13的底端产生了一个力，因此，也将臂13向下拉动，同时，第一柔性连接件39向下弯曲。因此，显示表面15向下和向右倾斜。因为第一臂13的长度，第二弹簧板19在高度上的较小变化将转变成显示表面15的相对较大的横向枢轴运动。在第一位置时，显示表面15优选是相对于第二弹簧板的平面稍微倾斜。

图2表示了从下面看时开关继电器1的透视图。其中，可以清楚地看见第一和第二负载接线端2、3的形状，它们分别展开成第一和第二接触件22、23，各接触件22、23在电磁线圈4的右手端下面平行延伸。导电接触桥24布置在第一和第二接触件22、23的端头上面，并提供开关触点。接触桥24相对的两侧由弹簧触点的第一和第二臂25、26支承。第一和第二弹簧臂25、26分别在端部区域有在衔铁板21后面延伸的第一和第二倾斜的端部件29、30。衔铁板21通过第一和第二支承区域35、36布置在第一和第二端部区域20、30上。衔铁板21通过铆接而与第三弹簧板20相连。在静止位置，衔铁板21保持在上部位置，这样，接触桥24也由于弹簧触点臂25、26的弹簧力而从第一和第二接触件22、23上升起。在该位置，第一和第二接触件22、23彼此电绝缘。当将按钮10按下时，第二弹簧板19和第三弹簧板20同时也被向下压。因此，衔铁板21也向下运动。该衔铁板21通过第一和第二支承区域35、36而将第一和第二弹簧臂25、26向下压，直到接触桥24位于第一和第二接触件22、23的顶面上。在该位置，第一和第二负载接线端2、3彼此电连接。将第二弹簧板19向下压的同时，第二臂14也被向下压，因为第一臂13的弹性安装，第一臂13将沿朝着衔铁板21的方向倾斜。因此，显示表面15枢轴转出显示区，优选是运动到第二弹簧板19下面。

图3表示了开关继电器1的横截面，其中，再一次可以清楚地看见显示元件11的形状。在图3中，开关继电器1没有表示负载接线端2、3和第一和第二接触件22、23。所示位置对应于继电器的开关闭合状态。在该位置，接触桥24通过弹簧臂25、26而向下压。在接触桥24下面有接触块34，该接触块34起到改进与第一和第二接触件22、23的接触的作用。第一和第二弹簧臂25、26一直延伸到电磁线圈4的中心部分，并在轭铁7的底侧与轭铁7相连。第一和第二弹簧臂25、26布置成使接触桥24保持在上部位置，在该位置处，接触桥24离开第一和第二接触件22、23升起。不过，由于衔铁板21的作用，第一和第二弹簧臂25、26将沿朝着第一和第二接触件22、23的方向向下压，如图3所示。该衔铁板21在内侧有一保持凸耳37，该保持凸耳37从衔铁板21表面上凸出。保持凸耳37按下面的方式构成，即当通过人工驱动按钮10而将衔铁板21向下压时，该衔铁板21一方面由衔铁簧9沿朝着电磁线圈4的方向拉，同时通过到达轭铁7下面的保持凸耳37保持在底部位置。在底部位置时，保持凸耳37将抵靠轭铁7的底面，从而防止衔铁板21向上返回。接触桥处于底部位置，在第一和第二接触件22、23上。

图3A是表示衔铁板21处于底部位置时的示意剖视图，其中，两个保持凸耳37布置在轭铁7下面，防止衔铁板21向上运动。

当要使第一和第二负载接线端2、3之间的导电连接断开时，向电磁线圈4供给电流。电磁线圈4因此生产磁场，该磁场与永磁体的磁场相反，从而减小了作用在衔铁板21上的磁力。因此，通过衔铁簧9将衔铁板21从轭铁7上拉出。因此保持凸耳37运动到轭铁7的前面，这样，衔铁板21可以向上运动。因为衔铁簧9有向上的预负载，所以，衔铁板21向上运动到上部位置。由于衔铁板21的向上运动，第一和第二弹簧臂25、26的负载解除，因此，第一和第二弹簧臂25、26也向上枢轴转动，从而使接触桥24离开第一和第二接触件22、23升起。因此，第一和第二负载接线端2、3再一次彼此电绝缘。

图4所示为继电器1的另一剖视图，其中表示了环绕开关继电器1的壳体38。衔铁板21位于底部位置，在该位置处，衔铁板21通过保持凸耳37保持在轭铁7下面。同时，衔铁板21由于永磁体的磁场而沿朝着轭铁7的方向预拉伸。衔铁板9沿离开轭铁7方向的预拉伸力小于永磁体的吸引力。观察窗40形成于壳体38中并在显示开口16之上。

图5以放大透视图的方式表示了显示元件11。显示元件11通过合成材料制成简单结构。合成材料特别适用于形成第一连接件39，它不仅能保证臂13处于预定的静止位置，而且使该臂13能够进行倾斜运动。该弹性特征可以由多种类型的合成材料提供。而且，由合成材料制造显示元件11还有这样的优点，即显示元件11的质量较小，因此几乎不会改变触点的动力性能。

保持件12有第一和第二保持凹口43、44。该第一和第二保持凹口43、44形成于保持件12的较短侧边的相对面上。由先前的图可以看出，轭铁7的部分表面插入第一和第二保持凹口43、44内，这样，保持件12与轭铁7牢固连接。保持件12的上面部分制成优选的方形杆形式，该方形杆伸向第一连接件39。第一连接件39优选是有与保持件12相同的宽度，但是高度明显小于保持件12的杆。因为这样的尺寸，可以在保持件12的杆的纵向平面内进行倾斜运动。在图5中，该倾斜运动的平面有双头箭头表示。在底端区域，第一连接件39伸向臂13。该底端区域有第二安装区域45，该第二安装区域位于与第一连接件39的连接相对的一侧。该第二安装区域45在横截面上有一狭窄的开口区域51，该狭窄开口区域开口到一个较大的安装空间52内。开口区域形成于臂13的侧面上，并布置与第一连接件39的连接区域相对的一侧。两保持边缘53在开口区域51内彼此相对，并确定了开口区域51。保持边缘53之间的间距选这样选择：推入该第二安装区域45内的连接件46由这两保持边缘保持。该安装空间的尺寸为足够大，以便使臂13能够在不阻碍插入的连接件46的运动的情况下枢轴转动。优选是，衔铁簧9用作连接件。不过，也可以采用与开关触点24相连的任意其它连接件。

臂13的结构优选是底部区域比上部区域更宽。该更宽的结构能够改进第一臂13和连接件46之间的结合，该连接件46例如为前面的图中所示的衔铁簧9。第一臂13的中心区域可以有更小的横截面，但有足够刚性。优选是，第一臂13在上端处的横截面再次变得更大，以便使甚至更大的显示表面15稳定。当连接件46向上运动时，第一臂13沿朝着保持件12的方向枢轴转动。因为在第一连接件39和第二安装区域45之间的间距较小，而第一连接件39和第一臂13带有显示表面15的第二端之间的间距较大，因此产生指针作用，通过该指针作用，连接件46的垂直位置的较小变化将转换成显示表面15的相对较大的枢轴运动。

图6表示了显示元件11的第二实施例。在该第二实施例中，第一连接件39形成于保持件12的杆的底部区域中，第一连接件39在底端区域中延伸到第一臂13的第一端部连接板47。第一臂13的底端有第二端部连接板41，第一臂13通过该第二端部连接板41与第二臂14相连。该第一和第二端部连接板47、41由形成于第一臂13的底端下面的狭槽42彼此分离。第二臂14布置成基本平行于第一臂13。该第二臂14在上端区域有第一安装区域28，该第一安装区域28以与第二安装区域45相同的方式构成。第一臂13终止于显示表面15，以及第二安装区域45的区域内。该显示表面15优选是成矩形形状，沿垂直于第一臂13向附图平面内的方向从第一臂13开始延伸。显示表面15布置成在处于装配状态时延伸到电磁线圈4的上面。

在装配状态时，连接件46插入第一安装区域28，如图5所示。当连接件向上运动时，第二臂也向上运动，从而使第一臂13通过沿朝着保持件12的方向的枢轴运动而倾斜。当连接件46向下运动时，第二臂14也向下运动，第一臂13离开保持件12倾斜。在该倾斜运动过程中，第一连接件39处形成弯曲，第一连接件39根据图5和图6的显示元件11的实施例形成，这样，第一臂或第一和第二臂的静止位置被确定。第一连接件39优选是由薄膜铰链(film hinge)构成。

具有显示表面15的第一臂13由第二臂14强制引导。图7表示了开关继电器的另一实施例，该开关继电器有显示元件11，该显示元件11的基本部分与图5中的显示元件相同。图中没有显示按钮10。在该实施例中，第二弹簧板19弯成沿朝着第二安装区域45的方向向下延伸的驱动簧片49中。该驱动簧片49的端部区域沿朝着第二安装区域45的方向弯曲，并通过该端部区域推入第二安装区域45内。这样，它可以将第二弹簧板19的垂直位置变化向下传递给第二安装区域45。

图8表示了图7中的显示元件11的剖视图，其中有第二保持件48。该第二保持件48布置成基本平行于第一臂13，并在上部区域有盖体表面。该盖体表面50从第二保持件48开始横向延伸，就象显示表面15。优选是，第二保持件48的中心区域成形为使得该中心区域能够横向推到电磁线圈4的侧表面上，并因此将该第二保持件48固定保持就位。第二弹簧板19有显示开口16，同时盖板50设置成与该显示开口16配合，并覆盖该显示开口16的部分区域。显示元件15处于安装状态时布置在盖板50的前面，因此可从上面看见。图7所示情形对应于开关继电器导电连接时的状态。当由于相应地向电磁线圈4供给电流和衔铁簧9的相应作用，使衔铁板21离开底部位置向上运动时，第二弹簧板19的垂直位置和驱动簧片49底端的垂直位置也向上运动。因此，第一臂13沿朝着第二保持件48的方向倾斜，盖体表面15优选是完全运动到盖板50的下面。这意味着不再能够从上面看见显示表面15。因此，继电器的开关位置变化以可视且很容易识别的方式显示。

图7和8中所示的显示元件11和开关继电器1的实施例的优点是不需要第二臂14，且优选是使盖板50和显示表面15预定位。除了显示表面15之外，显示元件11还有盖板50，该盖板50在第一臂13处于预定的枢轴转动位置时盖住该显示表面15。

显示元件放大了显示行程，这样，可以更容易地看见触点的运动。该原理是基于薄膜铰链的弯曲线的细长指针作用。由于该显示元件由质量轻的复合材料部件构成，因此，只是在很小的程度上减小了触点的动态性能。

Claims (21)

1.一种具有开关触点的开关继电器，其中，开关触点根据两个开关位置而使两个接线端彼此导电连接，其特征在于：提供有显示元件，它可运动地安装成与开关触点可联动地连接，并根据开关触点的位置而从静止位置枢轴转动至显示位置。

2.根据权利要求1所述的开关继电器，其特征在于：显示元件通过柔性连接点安装。

3.根据权利要求2所述的开关继电器，其特征在于：显示元件有保持件、臂和显示表面，该保持件与开关继电器固定连接，并通过柔性连接点与臂的一端相连，显示表面布置在臂的另一端。

4.根据权利要求1至3中任意一个所述的开关继电器，其特征在于：显示元件通过一个弹簧件与一个衔铁可联动地连接。

5.根据权利要求4所述的开关继电器，其特征在于：弹簧件形成为预拉伸弹簧的形式，其中该预拉伸弹簧夹在开关继电器和衔铁之间，并沿朝着静止位置的方向向衔铁施加预拉伸力。

6.根据权利要求4所述的开关继电器，其特征在于：弹簧件插入显示元件中的安装开口内，其中，根据衔铁的位置，弹簧件采取不同的垂直位置；以及该不同垂直位置使得显示元件倾斜。

7.根据权利要求1至6中任意一个所述的开关继电器，其特征在于：该显示元件有第二臂；其中，该第二臂固定在第一臂上；第二臂与弹簧件可联动地连接。

8.根据权利要求7所述的开关继电器，其特征在于：第二臂与第一臂的第一端相连。

9.根据权利要求7或8所述的开关继电器，其特征在于：第二臂布置成基本与第一臂在一个平面内。

10.根据权利要求7至9中任意一个所述的开关继电器，其特征在于：第二臂在第二端与一个连接件相连，尤其是与和衔铁可联动地连接的弹簧件相连。

11.根据权利要求1至10中任意一个所述的开关继电器，其特征在于：提供有驱动装置，其中，该驱动装置与衔铁可联动地连接；以及该驱动装置能够使衔铁运动到闭合位置，即形成接触的位置，在该位置处，与衔铁可联动地连接的接触件与接线端接触，并使它们导电连接。

12.根据权利要求11所述的开关继电器，其特征在于：提供有使衔铁保持在闭合位置的保持机构；提供有脱开机构，通过驱动该脱开机构，能够使衔铁从闭合位置运动到静止位置。

13.根据权利要求12所述的开关继电器，其特征在于：该保持机构形成为在衔铁内侧的凸起的形式，在闭合位置时，该凸起伸到轭铁的抵靠边缘的后面，使衔铁保持在闭合位置。

14.根据权利要求12或13所述的开关继电器，其特征在于：该脱开机构形成为预拉伸弹簧的形式，该预拉伸弹簧将衔铁强行推离磁芯，其中，当供给电流时，电磁线圈产生削弱永磁体的磁场的相反磁场，这样，该预拉伸弹簧能够将衔铁推离磁芯，衔铁能够枢轴转动至静止位置，在该位置处，接触件离开接线端升起。

15.一种用于开关继电器的机械显示元件，用于显示该开关继电器的开关位置，它有臂、显示表面和保持件，其中，该臂有显示表面，

该臂与保持件相连；

保持件用于将显示元件固定在开关继电器上；

臂有引入点，该引入点用于引入开关继电器的开关运动；以及

保持件通过柔性连接点与臂相连。

16.根据权利要求15所述的显示元件，其特征在于：臂与第二臂相连；第二臂有引入点，用于引入开关运动。

17.根据权利要求16所述的显示元件，其特征在于：第二臂与第一臂在柔性连接点所在的区域相连。

18.根据权利要求15所述的显示元件，其特征在于：臂的引入点布置在连接点所在区域。

19.根据权利要求15至18中任意一个所述的显示元件，其特征在于：引入点形成为凹口。

20.根据权利要求15至19中任意一个所述的显示元件，其特征在于：两个臂布置成基本相互平行。

21.根据权利要求16、17、19和20中任意一个所述的显示元件，其特征在于：第二臂在一端处与第一臂相连，该第二臂在第二端处有引入点。

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