专利名称：电磁继电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁继电器，特别是具有改进的电压击穿特性的继电器。
一个典型的电磁继电器一般包括一个具有绕组的线圈架、一个设在绕组内的磁芯和一个为了在绕组的一端能运动而安装的衔铁。典型的做法是把可移动触头装在衔铁上。由绕组和磁芯所产生的电磁力使衔铁转动而使可移动触头同若干静止触头中之一在电气上接通或断开。这样在静止触头中之一与一连接在可移动触头元件上的端子之间便能有选择地实现电气连接来完成开关功能。
在美国专利US5,151,675(该专利转让给了本受让人)中公开了上述类型继电器的一个例子，它所针对的电磁继电器具有一与改进的弹簧关节一起装在衔铁上的触头弹簧，用来防止电气触头的焊住或粘附作用。改进的弹簧关节是通过把触头弹簧设计成在靠近衔铁的自由边处具有一狭窄的宽度，并扩大成一个T形的端部来提供一双重的或桥式触头。另外还采用了一对支持柱用来在触头打开过程中向衔铁传递一冲击力以断开触头的任何焊住或粘附。
在上述类型继电器中的一个固有的问题在于在触头和铁心的邻近处，当出现电压浪涌时在触头与线圈之间有可能发生电压击穿，例如这种电压浪涌可能发生在雷击暴雨中。
因此对于一电磁继电器需要对电压浪涌具有改进的恢复力，并且具有简单和紧凑的设计而制造方便。
本发明旨在提供一种对电压浪涌具有高度容忍性的继电器，这种浪涌电压如果不采取措施的话能导致继电器内部的电压击穿，另外还旨在提供上述继电器的一种生产方法。在一个示例性的实施例中，继电器包括一个绕组、一个设在绕组内的磁芯和一个为了能在绕组的第一端上运动而设置的衔铁。至少有一个可移动的电路触头与衔铁一起动作，并相应于衔铁的运动可相对于安装在继电器内的至少一个静触头而移动。在绕组的对面一端上设有一端板，还有一绝缘片抱住绕组的一部分。绝缘片具有第一侧面和第二侧面，其第一侧面固定在端板上，而第二侧面处于衔铁与绕组的第一端之间。一个外部框架至少覆盖一部分绝缘片。绝缘片的功能在于减少或消除在绕组与继电器的其他导电元件之间发生电压击穿。
端板最好包括若干从其侧面部分突出的支柱，而绝缘片的第一侧面上具有若干与它们相对应的缝道。在继电器组装时，支柱穿过缝道从而把绝缘片的第一侧面固定在端板上。然后把具有一头部直径大于芯体直径的磁芯插入绕组内，其头部压在绝缘片的第二侧面上来保持它的就位。然后把衔铁和框架装在继电器上，便完成了组装操作。
为了更好地了解本发明，必须结合附图对本发明的一个实施例作为参考，图中对相同的或同一种元件均用同一的上代号来表示，其中
图1是分解图，表示按本发明的继电器的各个部件；图2表示继电器所用的线圈架组合；图3表示继电器的局部组装；图4表示一特殊组装继电器的端视图；图5和6分别表示按本发明继电器的全部组装后的透视图和顶视图。
参看图1，一个按本发明的电磁继电器10包括绕在线圈架11上的绕组12，铁心18，触头室17，绝缘片20，端板14，框架28以及衔铁/触头组合30。绝缘片20是由一介电材料例如名为迈拉(Mylar)的聚酯类高分子物所折叠成的薄片。绝缘片20的功能在于减少在绕组12与任何设置在绕组邻近的例如衔铁/触头组合30或框架28等导电元件之间的高压击穿或电弧放电的发生。因此绝缘片20的厚度和介电常数必须足以实现此目的。
绝缘片20的特点是设计成与继电器的其他元件一样，在大量生产中提供有效的组装程序。参照图2，一个塑料的线圈架组合13是在一个模子中制成的一个单件。组合13包括线圈架11，同线圈架11的一端形成一整体的端板14，触头室17，和L-形的凸缘19，凸缘的一侧同线圈架11的第二端连成一整体，而另一侧同触头室17连成一整体。两个线圈架支柱16各具有一弓形的中央区域27和一削尖部分26，它们从端板14的侧面部分的上部和下部末端突出。
再参看图1，继电器10的组装首先是用任何适当的现有技术把绕组12绕在线圈架11上。然后可把两根安装销子23插入端板14上相应的通孔中。这些销子的功能是为了便于把已完成的继电器组装10安装到整个系统中更高级的组装上。作为一种选择，销子23也可作为线圈架组合13的一部分，只要把制作线圈架组合用的模具略作改进即可。
绝缘片20上具有一对与线圈架支柱16对齐的U-形缝道25。绝缘片20是通过把线圈架支柱16插入缝道25而固定在端板14上绕组12的旁边——也就是说把绝缘片卡入在线圈架支柱上进行就位。这在图2中表示得更加清楚。削尖部分26把绝缘片保持在位。由缝道25对支柱16的弓形中央区域27所构成的瓣片弹簧力有助于绝缘片20的保持。绝缘片20的另一侧面29处于紧靠支座19的位置。绝缘片20的瓣片部分24抱住端板14的侧面部分。此瓣片部分的功能在于减少在框架28(待组装的)和端板14邻近处的绕组12之间的电压击穿的发生。瓣片部分24有效地增大了任何导致框架28与绕组12之间击穿的电弧所必须经过的电气距离。
绝缘片20也可用另外的方法固定在端板14上，例如可在端板14的侧面部分的线圈架支柱16的位置上钻以两个带斜度的孔，并在绝缘片20的缝道25的位置上开以两个相应的间隙孔，于是便可用两个螺钉把绝缘片20紧固在端板14的侧面。但这样就需要用额外的部件，因此并非最佳的办法。
继电器组装的下一步是要把铁心体18插入线圈架11中央的空心区域内。铁心18的头部15的直径大于铁心体的直径。当全部插入后，头部15是压在绝缘片20侧面29的一部分上，因此使侧面29压紧在支座19上就位。铁心18例如可通过压配固定在线圈架11内。侧面29上具有一U-形的缺口21，通过它可使铁心18的伸长体穿过。缺口21的宽度大于铁心体的直径，但小于头部15的直径。当铁心18全部插入后，其端部48将从端板14中突出。然后通过强力地把孔43套在铁心端48上，把L-形的框架28组装在继电器上(见图3)。孔43和铁心端48在尺寸上能实现它们之间的压配。作为一种选用，在框架28的孔43套在铁心端48上之后，可把图中未表示的一个支柱驱入铁心端48而使之涨开，从而进一步把框架固定在继电器上。作为一种取代方法，可采用适当的紧固措施例如螺钉或铆钉组合把侧面41紧固在端板14上。当框架28组装完毕后，侧面42基本上覆盖了相邻的绝缘片20的侧面。在框架组装完毕后的继电器局部组装的端视图(在继电器的衔铁侧观察)如图4所示。
再参看图1，衔铁触头组合30包括一衔铁32和一通过铆接固定在它上面的触头弹簧35。触头弹簧35是由叶片弹簧材料制成，它包括一在其两侧面上具有一对电气触头36a，36b的可运动部件34，一个对衔铁提供弹簧偏置的弓形部分37，和一个安装部分39。衔铁/触头组合30通过把两个孔44套在框架28的支柱31上，然后将支柱进行铆接而装在中间继电器组装上。同时把部件34穿过触头室17的一个开孔(图中未示)。
图5和6分别表示继电器10完全组装后的透视图和顶视图。从图6可见，部件34被插入在触头室17内，其动触头36a、36b分别面对着静触头47a，47b。触头36a，36b是位于触头室17的交叉部件46的下方。当绕组12不产生电磁力时，触头弹簧35的弹簧偏置使触头36a与47a在电气上接通。于是在衔铁32的接触端子与触头室17中的一个端子之间形成一回路(这两个端子在图中均未表示)。当绕组12产生电磁力时，衔铁32绕转动边38转动，使36a与47a的电气接触断开，而触头36b与47b电气接通。这样便在衔铁32上的端子与触头室17内接到触头47b上的另一端子(图中未表示)之间接通了一个回路。
以上说明的是一个电磁继电器的紧凑设计，它能有效地进行组装，并由于绝缘片20的抱住作用，对在线圈与继电器其他导电元件之间的电压击穿能提供一高度的回复力。利用一对线圈架支柱16，绝缘片上的U形缝道25，以及用以抓住绝缘片其他侧面的铁心头部15，能有效地提供一高效和经济的继电器组装。所说明的继电器10特别有利于小型继电器的场合，例如只有1立方英寸的数量级。对于这种尺寸的继电器，绝缘片20最好由迈拉(Mylar)材料制成，其厚度为0.2mm的数量级。
不言而喻，这里所述的实施例仅作为一个例子来说明，本领域的技术人员可在不违背本发明的原则和范围下进行各种改进，所有这种改进和变动，如在所附权利要求中所述，均包括在本发明的范围以内
权利要求
1.一个电磁继电器包括一个绕组；一个设在所述绕组内的磁芯；一个为了能在绕组的第一端面上运动而安装的衔铁；至少一个可移动的电路触头同所述衔铁一起相应于所述衔铁的运动相对于至少一个装在继电器内的静触头而移动；一个设在绕组另一端上的端板；一个抱住所述绕组的一部分的绝缘片，所述绝缘片具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面固定在所述端板的一端上，所述的第二侧面位于所述衔铁与所述绕组的第一端之间；以及一个覆盖着至少所述绝缘片的一部分的框架。
2.根据权利要求1的继电器，其特征在于，还包括从所述端板的一侧面部分上延伸出的若干支柱，并在所述的绝缘片具有若干各与相应的支柱配合的缝道，每一所述的支柱穿过相应的缝道，从而在绝缘片上形成一瓣片压向所述的支柱并把所述绝缘片的第一侧面予以固定。
3.根据权利要求2的继电器，其特征在于，每一所述的支柱具有一弓形的中央区域，所述的瓣片就压在它上面。
4.根据权利要求1的继电器，其特征在于，所述的磁芯包括一具有第一直径的圆柱形的芯体和在一端具有一个较大的第二直径的盘形头部，所述的头部至少有一部分压在所述绝缘片的第二侧面上，用来把所述的第二侧面固定在所述的绕组与衔铁之间。
5.根据权利要求1的继电器，其特征在于，所述的绝缘片在其第二侧面上还包括一瓣片部分，所述瓣片部分抱住所述端板的侧面部分，其功能在于减少在所述框架与绕组的一部分之间在所述端板的邻近处的电压击穿的发生。
6.根据权利要求1的继电器，其特征在于所述的绝缘片具有一足够的介电常数来减少在所述绕组与至少一个动触头之间的电压击穿的发生。
7.根据权利要求1的继电器，其特征在于，至少一个所述的动触头是设置在紧固在所述衔铁上的触头弹簧上，所述的触头弹簧围绕着所述的衔铁弯曲并紧固在所述的框架上。
8.根据权利要求1的继电器，其特征在于，还包括一个线圈架组合，它包括一个线圈架，一个用以安装至少一个所述的静触头的触头室，一个L形的支座和所述的端板，其中所述绕组是绕在所述的线圈架上，所述的L形支座的第一侧面与所述线圈架的第一端连成一整体，其第二侧面与所述的触头室连成一整体，所述的端板在绕组的另一端处与所述线圈架连成一整体，所述的支座的第一侧面位于所述的绝缘片的第二侧面与所述绕组的第一端面之间。
9.根据权利要求1的继电器，其特征在于，所述的框架基本上呈L形，其第一侧面紧靠着所述绝缘片第一侧面的基本部分，而第二侧面固定在所述的端板上。
10.根据权利要求1的继电器，其特征在于，该继电器在包括用来把所述的绝缘片固定在所述端板上的机构。
11.一个电磁继电器通过以下步骤来制作为一绕组提供一设置在所述绕组的第一端部上的端板；把折叠好的绝缘片的第一侧面固定在所述的端板上，并把所述绝缘片的第二侧面放在靠近所述绕组的第二端部处；在所述绕组内插入一磁芯；把一框架紧固在所述的端板上，所述的框架覆盖住所述绝缘片第一侧面的基本部分；把衔铁固定在所述的框架上，所述的衔铁紧靠着所述绝缘片的第二侧面，并相应于所述绕组所产生的电磁力而运动，使至少一个可动触头连同衔铁相对于装在所述继电器内的至少一个静触头而移动。
12. 根据权利要求11的继电器，其特征在于，所述的磁芯具有一第一直径的圆柱形芯体和一个具有较大的第二直径的盘形头部，另外其中所述的绝缘片的固定应在磁芯插入之前完成，并且所述的头部应与所述绝缘片的第二侧面相接触以便把它压住予以就位。
13.根据权利要求11的继电器，其特征在于，所述的端板包括若干从其侧面部分突出的支柱，另外所述的绝缘片上具有若干与所述的支柱相对应的缝道，每一所述的支柱穿过相应的缝道，从而在所述绝缘片上形成一瓣片压在所述的支柱上，把所述绝缘片的第一侧面固定在所述端板的侧面部分上。
14.根据权利要求11的继电器，其特征在于，所述的至少一个动触头是设置在固定在所述衔铁上的触头弹簧上，所述的触头弹簧围绕着所述衔铁弯曲并固定在所述的框架上。
15.根据权利要求11的继电器，其特征在于，还包括一线圈架组合，它包括一线圈架，一个用以放置至少一个静触头的触头室，一个L形支座和所述的端板，其中所述的绕组是绕在所述的线圈架上，所述的L形支座具有一第一侧面与所述线圈架的第一端连成一整体，和一第二侧面同所述的触头室连成一整体，所述的端板在绕组的另一端处与所述的线圈架连成一整体，所述支座的第一侧面位于所述绝缘片的第二侧面与所述绕组的第一端部之间。
16.根据权利要求11的继电器，其特征在于，所述的框架基本上呈L形，它的第一侧面紧靠着所述绝缘片第一侧面的基本部分，而框架的第二侧面紧固在所述的端板上。
17.一个电磁继电器，包括一个绕组；一个安装在所述绕组的第一端部上的端板，所述端板包括至少一个从其侧面部分延伸出的支柱；一个抱住所述绕组的一部分、具有第一侧面和第二侧面的介电材料的绝缘片，其中所述的至少一个支柱穿过所述绝缘片的第一侧面而把所述绝缘片固定在所述端板上，所述绝缘片的功能在于减少在所述绕组与所述继电器的其他导电元件之间的电压击穿；一个磁芯，它具有一设在所述绕组内的具有第一截面积的芯体和一个具有较大的第二截面积的头部，它把所述绝缘片的第二侧面压住在所述绕组的第二端面的邻近；一个为了能在所述绕组第二端上运动而安装的衔铁，它使所述绝缘片的第二侧面处于所述衔铁与所述绕组的第二端面之间；至少一个动触头与所述衔铁一起可相应于所述衔铁的运动相对于装在所述继电器内的至少一个静触头而移动；一个固定在所述端板上的并覆盖住至少所述绝缘片的一部分的外部框架。
18.根据权利要求17的继电器，其特征在于，所述的至少一个支柱包括若干各具有一弓形中央区域和一削尖部分的支柱，而所述绝缘片的第一侧面上具有若干相应的U形缝道，每一支柱穿过对应的缝道，使所述的绝缘片固定在所述的端板上，所述的绝缘片还有一瓣片部分，它围抱着所述端板的侧面部分，所述瓣片部分的功能在于减少在所述的框架与所述绕组在所述的端板邻近之间的电压击穿的发生。
19.根据权利要求17的继电器，其特征在于，所述的至少一个动触头是设在一固定在所述衔铁上的触头弹簧上。
20.根据权利要求19的继电器，还包括一个线圈架组合，它包括一线圈架，一个用以安装所述的至少一个静触头的触头室，一个L形支座，其第一侧面与所述线圈架的一端连成一整体，其第二侧面与所述的触头连成一整体，以及所述的端板与所述线圈架的另一端连成一整体，所述的绕组是绕在所述的线圈架上；所述的框架上L形的，并把它的一个侧面固定在所述的端板上，其第二侧面基本上覆盖住所述绝缘片的第一侧面；所述的触头弹簧围绕着衔铁弯曲并固定在所述框架的第二侧面上。
全文摘要
一个电磁继电器(10)包括一绕组(12),一个设在绕组内的磁芯(18)和一个为了能在绕组的第一端面上运动而安装的衔铁(30)。至少一个动触头(36a,36b)与衔铁(30)一起相应于衔铁的运动相对于继电器内至少一个静触头移动。一块端板(14)安装在绕组的另一端,一个绝缘片(20)围抱住绕组的一部分。绝缘片(20)具有第一侧面和第二侧面,其第一侧面是固定在端板(14)的一端上,而其第二侧面位于衔铁(30)与绕组的第一端之间。一个外部框架(28)至少覆盖住绝缘片的一部分,绝缘片的功能在于减少继电器内电压击穿的发生。
文档编号H01H50/44GK1244946SQ97181470
公开日2000年2月16日 申请日期1997年10月17日 优先权日1996年11月21日
发明者J·A·多尼赫 申请人:西门子电子器件公司