DE10027357A1 - Relais mit Handbetätigungseinrichtung und Taste - Google Patents

Abstract

Bei einem mit mindestens einem Kontaktsitz und einer Handbetätigungseinrichtung (38, 40, 42) ausgestatteten Relais ist die Handbetätigungseinrichtung über eine Taste (12) in einem Gehäusedeckel (6) auslösbar. In dem waschdichten Gehäusedeckel (6) ist die Taste (12) zusammen mit einem durch einen verdünnten Gehäusewandabschnitt (48, 50) gebildeten Tastenhalter (10) eingeformt. Eine dünnwandige und wellenförmige Konfiguration des im Grundriß kreisringförmigen Tastenhalters (10) ermöglicht einen großen Hub der Taste (12) in Betätigungsrichtung (P3). Die Herstellung ist einfach und garantiert Waschdichtkeitkeit des Gehäusedeckels (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein Relais, mit mindestens einem Kontaktsatz, einer Handbetätigungseinrichtung und einem Gehäuse, in dem sich eine Taste befindet, mit der die Handbetätigungseinrichtung auslösbar ist.

Relais gibt es in einer großen Vielfalt von Ausführungsformen für unterschiedliche Zwecke. Bei bestimmten Ausführungsformen gibt es zum Beispiel vier Kontaktsätze, jeweils mit einem Ruhe- und einem Arbeitskontakt und jeweils entweder als Schließer oder als Öffner ausgebildet, wobei die vier Kontaktsätze zum Beispiel drei Schließer und einen Öffner oder zwei Schließer und zwei Öffner bilden können.

Es gibt Relais mit einem Relaisträger, auf dem die einzelnen Bauelemente angeordnet sind, und von dessen Bodenseite Anschlußstifte abstehen, so daß das Relais auf einer Platine angelötet werden kann. Häufig sind solche Relais von einem wasch- und wasserdichten Gehäusedeckel bedeckt, der an den Relaisträger angeklebt wird.

Bei bestimmten Bauarten von Relais (Sicherheitsrelais) ist eine Handbetätigungseinrichtung vorgesehen, über die zu Prüfzwecken mit Hilfe einer in dem Gehäusedeckel befindlichen Taste das Relais betätigt werden kann. Dabei ist in vielen Fällen die Dichtigkeit des Gehäuses von großer Bedeutung.

Bei einem bisher hergestellten Relais der oben genannten Art wird in eine Öffnung in einer Oberwand eines durch Spritzgießen hergestellten Gehäusedeckels eine Gummitaste eingeklebt. Abgesehen von dem beträchtlichen Arbeitsaufwand ist bei einer solchen Taste auch stets die Gefahr einer Undichtigkeit gegeben. Selbst wenn die Taste zunächst völlig dicht in das Gehäuse eingeklebt ist, kann sich im Laufe der Zeit nach mehrmaliger Betätigung der Taste die Verklebungsstelle lösen, so daß das Gehäuse undicht wird. Je nach Ausführung des Handbetätigungsmechanismus innerhalb des Gehäuses und dem dementsprechenden Hub der Taste wird die Taste unter Umständen stark beansprucht, was die Gefahr eines Ablösens der angeklebten Gummitaste von dem Gehäuse erhöht. In diesem Fall ist die geforderte Waschdichtigkeit des Gehäuses nicht mehr gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem trotz vereinfachter und damit verbilligter Herstellung die Waschdichtigkeit des Relais zu jeder Zeit gewährleistet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Relais der genannten Art dadurch, daß die Taste gemeinsam und einstückig mit dem Gehäuse oder einem Teil des Gehäuses geformt ist.

In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist die Taste in einem Gehäusedeckel ausgebildet, der die Form eines Kästchens mit offenem Boden hat und auf einen Relaisträger aufgesetzt ist. Die Taste wird - vorzugsweise durch Spritzgießen - einstückig mit dem Gehäusedeckel ausgebildet, und zwar an einer Stelle, an der die Unterseite der von außen in Richtung Gehäuse-Inneres gedrückten Taste mit beispielsweise einem Hebel der Handbetätigungseinrichtung in Eingriff tritt und das Relais betätigt. Der Gehäusedeckel des Relais kann aus jedem hierfür geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus PVC oder aus Gummi.

Besonders bevorzugt ist aber ein Gehäusedeckel aus transparentem Polycarbonat geformt. Dieses Polycarbonat ist in Grenzen elastisch und nachgiebig.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Taste durch Spritzgießen zusammen mit dem Gehäusedeckel in der Weise gebildet, daß zwischen der eigentlichen Taste und dem umgebenden Gehäusebereich ein Tastenhalter mit im Vergleich zur Dicke der Taste und im Vergleich zur Dicke des Gehäuses selbst verringerter Dicke ausgebildet ist. Die Taste wird hierbei durch ein Materialstück mit einer die Dicke des benachbarten Gehäuses übersteigenden Dicke gebildet, wobei das Materialstück mit dem benachbarten Gehäuse über den Tastenhalter verbunden ist, der im Vergleich zur Dicke des Gehäuses dünner ist. Durch die verdünnte Wandstärke des Tastenhalters wird der Tastenhalter im Vergleich zum Gehäuse beträchtlich nachgiebiger und elastischer, so daß die von dem vorzugsweise kreisrund ausgebildeten Tastenhalter gehaltene Taste sich mühelos senkrecht zur Erstreckungsebene von Tastenhalter und umgebendem Gehäusebereich bewegen läßt.

Die Taste kann - abhängig von der Ausgestaltung der Handbetätigungseinrichtung - in der Oberwand oder in einer Stirnwand des Gehäusedeckels ausgebildet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Tastenhalter im diametralen Querschnitt eine wellenförmige Konfiguration auf. Durch diese Ausgestaltung kann die Taste senkrecht zur Erstreckungsebene des Tastenhalters einen beträchtlich großen Hub ausführen, ohne daß dazu ein nennenswerter Kraftaufwand zur Verformung des Materials aufgebracht werden müßte; denn es steht durch den gewellten Tastenhalter ausreichend nachgiebiges Material zur Verfügung.

In einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist der Tastenhalter im Querschnitt konvex ausgebildet, d. h., er ist nach außen gewölbt. Bei dieser Variante ergeben sich besonders wenig Spannungen im Material.

Zur leichten Bedienbarkeit bzw. zur leichten mechanischen Berührung der Unterseite der Taste mit der im Inneren des Gehäuses befindlichen Handbetätigungseinrichtung des Relais steht in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Taste jeweils über die Außenfläche und die Innenfläche des die Taste tragenden Gehäuses über.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a und 1b zusammen in auseinandergezogener Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Relais, wobei Fig. 1b einen Relaisträger mit den Bauteilen des Relais selbst einschließlich Handbetätigungseinrichtung zeigt und Fig. 1a einen Gehäusedeckel mit integral eingespritzter Taste darstellt;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1a, wobei in Fig. 2 Teile eines Handbetätigungsmechanismus gestrichelt angedeutet sind,

Fig. 3 eine perspektivische Teil-Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Gehäusedeckels mit Taste und Tastenhalter, und

Fig. 4 eine Schnittansicht ähnlich der Fig. 2, jedoch von der in Fig. 3 dargestellten alternativen Ausführungsform.

Nach Fig. 1b stehen von dem verdeckten Bodenteil eines Relaisträgers 4 eines Relais 2 Anschlußstifte 3 zum Anlöten an einer Schaltungsplatine ab. Der in Fig. 1a abgehoben von dem eigentlichen Relais dargestellte Relais-Gehäusedeckel 6 wird mit dem Relaisträger 4 verklebt, so daß sich eine insgesamt waschdichte Anordnung ergibt.

Der Gehäusedeckel 6 des Relais ist ein kästchenförmiges Teil mit einem nicht dargestellten offenen Boden, vier Seitenwänden und einer Oberwand 8, in der eine Taste 12 über einen weiter unten näher erläuterten Tastenträger 10 ausgebildet ist. Der Tastenträger 10 und die Taste 12 selbst sind einstückig mit dem Gehäusedeckel 6 durch Spritzgießen aus transparentem Polycarbonat hergestellt.

Links in Fig. 1b sind vier Kontaktsätze zu erkennen, hier in der Form von drei Schließern 14a, 14b und 14c und einem Öffner 16. In dem in Fig. 1b gezeigten Ruhezustand des Relais 2 haben die einzelnen Kontaktstücke 18a und 18b des Schließers 14a einen vorgeschriebenen Kontaktabstand von 0,5 mm. Das Gleiche gilt für die Kontaktstücke der beiden weiteren Schließer 14b und 14c, so zum Beispiel der Kontaktstücke 22a und 22b des Schließers 14c. Im dargestellten Zustand sind die Kontaktstücke 20a und 20b des Öffners 16 miteinander in Berührung. Das Kontaktstück 20b wird von einer Ruhefeder 21 gehaltert, das Kontaktstück 20a des Öffners 16 wird von einer Schaltfeder 24b gehaltert. Eine Schaltfeder 24a haltert das Kontaktstück 22b des Schließers 14c. Eine Ruhefeder 27 haltert das Kontaktstück 22a des Schließers 14c. Eine Schaltfeder 24c trägt das Kontaktstück 18b des Schließers 14a, dessen Ruhe-Kontaktstück 18a von einer Ruhefeder 23 gehalten wird. Dem Schließer 14b sind eine Schaltfeder 24d und eine Ruhefeder 25 zugeordnet.

Bei Stromdurchfluß bewegt sich ein Kamm 30 des Relais in Richtung des Pfeils P1, wodurch die Schaltfedern 24a, 24b, 24c und 24d mit den von ihnen getragenen Kontaktstücken ebenfalls in Pfeilrichtung P1 bewegt werden, so daß der Öffner 16 öffnet und die Schließer 14a, 14b, 14c schließen. Ohne Stromfluß bewegt sich der Kamm 30 mit den von ihm getragenen Teilen zurück in Pfeilrichtung P2.

Der obige Vorgang läßt sich auch von Hand auslösen, z. B. für Prüfzwecke, indem die in Fig. 1a dargestellte Taste 12 gedruckt wird. Das Innere der Taste 12 wirkt auf eine Druckaufnahmefläche 42 eines Hebels 38, der in dem Relaisträger 4 schwenkbar gelagert ist. Mit dem Hebel 38 ist eine Feder 40 gekoppelt, deren freies, etwas abgebogenes Ende im Ruhezustand einen geringfügigen Abstand von einem Anker 32 des Relais sowie von einem Vorsprung 36 des Kamms 30 hat. Bei Betätigung der Taste 12 werden der Hebel 38 und mit ihm die Feder 40 in Richtung des Ankers 32 und des Kamms 30 bewegt, so daß das freie Ende der Feder 40 gegen den Anker 32 drückt. Das freie Ende des Ankers greift in eine Ausnehmung 34 des Vorsprungs 36 ein und bewegt den Kamm 30, so daß der oben bereits erläuterte Schaltvorgang ausgeführt wird.

In Fig. 2 sind die Ausgestaltung der Taste 12 und deren Lagebeziehung zu der Druckaufnahmefläche 42 des gestrichelt angedeuteten Hebels 38 dargestellt. Der Hebel 38 ist in dem Relaisträger um eine Achse 50 in Pfeilrichtung P4 verschwenkbar, wenn von oben ein Druck in Richtung des Pfeils P3 auf die Tastenaußenfläche 44 ausgeübt wird. Mit dem Verschwenken des Hebels 38 in Pfeilrichtung P4 wird die Feder 40 nach links gedrückt, so daß sie die oben beschriebene Verschiebung des Kamms 30 bewirkt.

Die Oberwand 8 des aus transparentem Polycarbonat durch Spritzguß hergestellten Gehäusedeckels 6 hat eine bestimmte Dicke D zwischen einer Außenfläche 52 und einer Innenfläche 54 der Oberwand 8.

Der Tastenhalter 10 ist durch einen im Grundriß kreisringförmigen Bereich verdünnter Wandstärke gebildet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Material im Bereich des Tastenhalters 10 relativ dünn, die Dicke beträgt d. Die in Richtung des Pfeils P3 gemessene Dicke der Taste 12 zwischen deren Tastenaußenfläche 44 und Tasteninnenfläche 46 ist wiederum größer bemessen als die Dicke D der Oberwand 8 des Gehäusedeckels.

Wie weiterhin aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Außenrand des Tastenhalters 10 durch eine Stufe im Bereich 56 gebildet. An die Stufe schließt sich zunächst - von rechts nach links in Fig. 2 betrachtet - ein horizontaler Abschnitt an, gefolgt von einer Innenkrümmung 50 und einer daran anschließenden Außenkrümmung 48, an deren Ende das die eigentliche Taste 12 bildende Materialstück anschließt.

Durch die beiden Krümmungen 48 und 50 erhält der Tastenhalter 10 eine im diametralen Querschnitt wellenförmige Konfiguration, die einen erheblichen Hub der Taste 12 in Pfeilrichtung P ermöglicht, ohne daß eine Beschädigung des Materials im Bereich des Tastenhalters zu befürchten wäre.

Die Verhältnisse der Materialstärken sind folgende:

0,2 ≦ d/D ≦ 0,8,

vorzugsweise

0,4 ≦ d/D ≦ 0,6.

Dadurch, daß die Tasten-Außenfläche 44 und die Tasten-Innenfläche 46 gegenüber der jeweiligen Fläche 52 und 54 der Oberwand 8 vorstehen, wird beim Betätigen der Taste 12 durch einen Finger einer Person eine Berührung des Tastenhalters 10, folglich auch dessen Beschädigung ausgeschlossen. Die vorspringende Tasten-Innenfläche 46 ermöglicht einen extrem geringen Abstand oder eine direkte Berührung mit der Druckaufnahmefläche 42 des Hebels 38, so daß die Taste 12 an dem Hebel 38 ohne längeren Leerhub praktisch unmittelbar angreifen kann, um das Relais zu betätigen.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform, wobei entsprechende Teile wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform mit ähnlichen, jedoch um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind.

Gemäß Fig. 3 sind in der Oberwand 108 eines Gehäusedeckels 106 ein Tastenhalter 110, eine von dem Tastenhalter 110 gehalterte Taste 112 und zwei seitlich bezüglich des Tastenhalters 110 angeordnete Schutzelemente 113a und 113b ausgebildet.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Teile 110, 112 sowie 113a, 113b einstückig mit dem Gehäusedeckel 106 durch Spritzgießen geformt. Die Dickenverhältnisse des Tastenhalters 110, der Taste 112 und der dieser Anordnung benachbarten Wände des Gehäusedeckels sind entsprechend gewählt wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2.

Die Schutzelemente 113a und 113b, die den Tastenhalter 110 und die Taste 112 als Teilkreise umgeben und sich mit ihrer Oberkante über die Außenseite 144 der Taste 112 erstrecken, dienen zum Schutz der Taste bzw. des Tastenhalters. Eine unbeabsichtigte Betätigung der Taste wird durch die Schutzelemente 113a, 113b weitestgehend ausgestaltet. Das untere Ende 143 der Taste 112 ist abgerundet und steht in Berührung mit der Druckaufnahmefläche 42 des Hebels 38.

In einer weiteren, abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann die in Fig. 2 gezeigte Taste 12 mit dem dazugehörigen Tastenhalter 10 anstelle in der Oberwand 8 des Gehäusedeckels 6 auch in der Stirnwand 9 des Gehäusedeckels ausgebildet sind. Auch die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform mit konvexem, das heißt nach außen gewölbtem Tastenhalter 110 kann anstelle in der Oberwand 108 auch in der Stirnwand 109 des Gehäusedeckels 106 ausgebildet sein. Bei dieser Variante könnte der schwenkbare Hebel 38 durch einen Schieber ersetzt sein. Alternativ könnte der Hebel anders geformt sein, so daß die gewünschte Betätigung des Schaltkontaktträgers 30 (Fig. 1b) bei Betätigung der Taste erreicht würde.

Claims (12)

1. Relais, mit mindestens einem Kontaktsatz (14a, 14b, 14c, 16), einer Handbetätigungseinrichtung (30-42) und einem Gehäuse (4, 6), in dem sich eine Taste (12; 112) befindet, mit der die Handbetätigungseinrichtung (30-42) auslösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (12; 112) gemeinsam und einstückig mit dem Gehäuse oder einem Teil (8; 108) des Gehäuses geformt ist.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (12; 112) in einem Gehäusedeckel (6; 106) ausgebildet ist, der die Form eines Kästchens mit offenem Boden hat und auf einen Relaisträger (4) aufgesetzt ist.

3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (12; 112) in der Oberwand (8; 108) des Gehäusedeckels (6; 106) ausgebildet ist.

4. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste in einer Stirnwand des Gehäusedeckels ausgebildet ist.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (12; 112) und die damit einstückig zusammenhängenden Teile des Gehäuses aus - insbesondere transparentem - Polycarbonat gebildet sind.

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (12; 112) und die mit ihr zusammenhängenden Teile des Gehäuses durch Spritzgießen hergestellt sind.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (12; 112) ein Materialstück mit einer die Dicke des ihr benachbarten Gehäuses übersteigenden Dicke aufweist, welches mit dem benachbarten Gehäuse über einen Tastenhalter (10; 110) verbunden ist, welcher durch einen Materialbereich mit im Vergleich zu der Dicke (D) des Gehäuses verringerter Dicke (d) ausgebildet ist.

8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (12; 112) und der Tastenhalter (10; 110) kreisrunden Grundriß aufweisen.

9. Relais nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenhalter (10) im diametralen Querschnitt eine wellenförmige Konfiguration (48, 50) hat.

10. Relais nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenhalter (110) im Querschnitt konvex ausgebildet ist.

11. Relais nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (12; 112) jeweils über die Außenfläche (52) und die Innenfläche (54) des sie tragenden Gehäuses oder Gehäuseteils (8; 108) übersteht.

12. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich der Taste (112) ein oder mehrere erhabene Schutzelemente (113a, 113b) angeformt sind.