专利名称：电磁继电器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及的一种电磁继电器具有-第一外壳部分，它带有一个线圈以及一个铁心，该铁心通过该线圈并在该线圈外部其两端构成极片；-第二外壳部分，在其中至少固定一个弹簧架以及至少一个静接触元件，该弹簧架装有一个与静接触元件共同作用的接触弹簧；-一个衔铁，它与接触弹簧连接并在形成工作气隙的情况下跨接该极片。此外，本发明涉及制造这种继电器的方法。
在专利EP0531890A1中描述了一种开关继电器，其结构原则上与上述那类继电器相同，但该处的两个外壳部分不构成封闭的外壳，而只是一块底板和一个盖板部分，该底板主要是一块具有整体成形的侧壁的印制电路板，在该两块板连接后，其间仍有一个大的外壳间隙。该处的继电器优先设计成具有并排磁系统的多接点继电器，其中一个共同的的铁心极片位于底座上，并构成一排垂直凸出的铁心段，在该铁心段上，分别套装一个线圈。此外，每个系统都具有一个U形衔铁，该衔铁装在铁心极片上，并与接触弹簧呈框架形围住该线圈。该盖板部分具有插入静接触元件和弹簧架的槽，这些槽同样也不是密封的。在该处，触点的调节显然是通过接触范围内大的外壳孔来进行的。
在专利WO91/07770公开的一种继电器中，将磁系统固定在一个外壳上部范围内，而将接触系统从敞开的下边插入，直至在磁系统激励后触点闭合为止。在这个接触系统继续插入达到要求的预定值的超行程后，便固定在该外壳中。用这种方式在安装时就抵消了加工误差，所以不再需要事后的调节。
本发明的目的是，设计出一种适用于不同尺寸和使用场合的上述那类扁平结构的继电器，并在采用适当加工方法情况下可进行非常经济的批量生产这种继电器。同时根据设计在加工时已达到高的精度，所以即使不进行事后调节，继电器的特征值也可保持很小的分散性。
本发明的这个目的是这样实现的，即这种继电器的两个外壳部分用塑料制成接近于槽形的两半外壳，且其边缘可密封连接，而线圈绕组和接触元件的接头则分别通过相应外壳部分的壁向外引出。
在本发明的继电器中，两半外壳不但构成一个容易密封的壳体，而且还可作为继电器的其他功能元件的支持体用，这些功能元件即一个外壳部分内的磁系统和另一个外壳部分内的接触系统还在相应的一半壳体加工时就可很精确地定位。最好两个外壳部分之间的主连接平面与接触弹簧的开关运动方向保持垂直，这样通过两个外壳部分的连接就可调节磁系统和触点之间的距离。上述功能元件在外壳中的定位和接头的密封特别简单，即把它们灌封在相应的一半壳体中即可。连接面用塑料、最好用热塑性塑料，这样，例如用超声波这样的简单方法就可实现密封连接。
在一种优选的结构型式中，磁系统由一个U形铁心-磁轭叠片组成，该磁轭叠片最好也象至少两个线圈接头那样灌封在塑料线圈架中。在铁心两端上构成的极片垂直于线圈轴延伸入线圈附近的范围内，在该处，极片通过一个位于线圈附近的衔铁跨接，该衔铁可设计成或多或少平的钢板，或在不同的高度内两端向上弯起，以便与相应的同样在高度内错开的极片共同动作。这样就可最佳地利用外壳内的空间来安放极点和不同的接头。一个L形的接触弹簧用其一边从端面在线圈前延伸，用另一边在线圈附近在衔铁下方或上方延伸，这样在一个窄狭的空间上得出一个大的弹簧长度；该衔铁最好在两个弹簧边之间的过渡区内固定在接触弹簧上。
根据本发明，该继电器的一种优选的制造方法是第一外壳部分由线圈与铁心包括线圈接头一起灌封而成，第二外壳部分由弹簧架和至少一个静接触元件灌封而成；与衔铁连接的接触弹簧和弹簧架连接；然后这两个外壳部分用其边缘相互叠置并连接。其中，最好线圈架事先通过铁心和线圈接头的灌封构成，然后在线圈绕制后和线圈端与线圈接头连接后通过第二次灌封制成第一外壳部分。在两个外壳部分连接之前，衔铁与接触弹簧连接，其中根据使用情况而可通过焊接或类似方法实现导电连接，或通过灌封实现绝缘连接。然后，接触弹簧与固定在第二外壳部分内的弹簧架例如通过焊接或插接实现电连接。
本发明的一个主要优点是，在两个外壳部分连接时可调节触点的超行程，即例如在连接时测量衔铁的熔焊电压，并在熔焊电压达到预定的电特征值时-衡量触点烧蚀量或或超行程的一个尺度-完成连接过程。但不用超声波或别的焊接方法连接，两半壳体也可用别的工艺例如粘接、夹紧、浇注或用一种两种成分浇注法浇注的弹性体密封来实现密封连接。
下面结合附图来详细说明本发明。其中
图1表示按本发明设计的一种继电器，其外壳部分地剖开；图2表示图1继电器的一个线圈；图3表示一个由该线圈灌封而成的第一半壳体；图4表示嵌入衔铁的第二半壳体；图5表示图4顶视图中没有衔铁的第二半壳体；图6表示与一个接触弹簧焊接的一个衔铁；图7表示通过灌封与接触弹簧连接的一个衔接；图8表示在顶视图中带衔铁和装上接触弹簧的第二半壳体；图9表示图8的一个截面Ⅸ-Ⅸ，但带有附加装上的第一半壳体；图10表示两半壳体在连接时与图1略有不同的继电器；图11表示接头修改后的图1继电器的另一种变型结构。
图1至图5所示继电器由第一半壳体1和第二半壳体2组成。其中，第一半壳体1由一个线圈3灌封而成，第二半壳体由一个弹簧架21以及两个静接触元件22和23灌封而成。在该弹簧架21上固定一个L形接触弹簧4，该弹簧本身带有一个衔铁5。接近于Z形弯曲的衔铁5用其两端分别构成具有极片61和62的两个极面63、64的工作气隙，该极片是U形铁心6的一部分，但极片62从铁心平面向上弯起。
在制造时，首先将铁心6的中间段用热塑性塑料灌封制成线圈，从而构成线圈架31。其中，极片61、62保持外露。此外，在线圈架中浇入两个线圈接头32、33，确切地说，不只是向外的连接销32a、33a，而是绕组末端接触用的内部的连接面32b、33b都保持不灌封。在线圈绕组装到线圈架上后将其两端与连接面32b、33b连接。其中，该绕组末端受保护地从肋条35后面引入线圈架的槽36中。接着将整个线圈再次灌封，以便获得图3所示的第一半壳体。极片61和62的极面也保持不灌封，而其余部分特别是线圈绕组34也灌封在第一半壳体1的塑料11中。线圈连接销32a、33a在这次重新灌封中密封向外引出，并按图1或图3所示位置向下弯曲，或在没有表示的情况下也可弯入一个水平在的平面内，以构成表面安装的接头。
如前所述，第二半壳体2通过弹簧架21以及静接触元件22、23的灌封而成，但留出线圈和动衔铁-接触弹簧单元的空腔。静接触元件分别具有一个密封向外侧引出的连接销22a或23a，而在内部固定接触段32b或33b则分别具有一层贵金属接触层32c或33c。在本实施例中，接触材料作为镶嵌物镀在相应接触元件的表面上，所以在灌封时很容易形成覆盖层。也可用其他工艺涂覆接触材料。当然不用两个静接触元件22、23也可只用一个静接触元件来构成一个常闭触点或一个常开触点。
L形的接触弹簧4具有第一弹簧边41和第二弹簧边42。其中，该第一弹簧边从端面伸过线圈前面，而该第二弹簧边则在衔铁下方在线圈附近侧向延伸并具有一个动触点43。第一弹簧边41按图4通过一个向上弯起的固定板44用焊接点46因定在弹簧架21上，或按图8通过一个夹子45实现固定。用这种连接方法可改变接触弹簧4在弹簧架21上的固定高度，从而可相对于静接触元件调节第二弹簧边42的位置。用这种方式可在组装过程中影响衔铁复位力或静接触压力，以便抵消误差。
在接触弹簧固定在弹簧架21之前，将该弹簧与衔铁5连接，例如按图6通过焊接点51实现导电连接。如欲在接触弹簧和磁系统之间进行绝缘，则可按图7通过一种绝缘材料层52进行连接。对一定应用场合来说，也可通过一条绞合线来引入到接触弹簧的电流。所以例如可通过这样的一条绞合线低电阻地将较高的控制电流引导触点上，以避免弹簧过分加热。
在连接两半壳体1和2时(见图9)，象一个盒子那样的外环壁12盖在下半壳体2上，为此，该下半壳体具有一个相应的内环腹板24。为了实现磁系统和接触系统之间的距离的精确调节，两半壳体的一半壳体还具有一条环形肋25，这条肋在连接过程中借助于超声波变形，并在两半壳体之间实现密封连接。在两半壳体连接过程中测量衔铁的熔焊电压，这时衔铁被吸引到极片61和62的极面63和64上。一旦作为衡量触点烧蚀量或超行程的尺度的熔焊电压的预定特征值达到后，连接过程立即结束。继电器就这样实现了调节并同时实现了密封。
图10表示图1继电器的另一种方案。在这种情况中，两半壳体101、102不在一个连接平面内，而是用相互成一台阶的连接平面103和104实现连接。除了静接触元件外，亦即除了常开触点-静接触片105用其连接销105a注入带有磁系统的第一半壳体中外，继电器的内部结构与前例相同。在两半壳体连接时，在这种情况中可影响静触点的距离。在这个方案中，可通过一个无滑板的注塑模既可把焊接触点、铆接触点、也可把镶嵌触点设置在静接触元件上。
继电器的结构也可通过相当平的件构成接头几何形状的其他结构形式，这样，接头也可只在继电器一侧上从外壳引出。这种可能性如图11所示，其中，第一半壳体110带有连接销111、112和113的接触元件，第二半壳体120带有线圈连接销121和122的磁系统。这种继电器只需小的插接面或焊接面。不用图11所示焊接销，当然也可用扁插头。如前所述，连接销当然也可做成表面安装的接头。
权利要求
1．电磁继电器具有-第一外壳部分(1)，它带有一个线圈(3)以及一个铁心(6),该铁心通过该线圈并在该线圈外部其两端上构成极片(61,62)；-第二外壳部分(2)，在该外壳部分中至少固定一个弹簧架(21)以及至少一个静接触元件(22、23)，其中，簧架(21)带有一个与该静接触元件(22、23)共同作用的接触弹簧(4)；-一个衔铁(5)，该衔铁与该接触弹簧(4)连接并在构成工作气隙的情况下跨接上述极片(61、62)；其特征在于，用塑料制成的接近于槽形的两半壳体的两个外壳部分(1、2)用其边缘密封连接，而线圈绕组(34)和接触元件(21、22、23)的接头(21a、22a、23a、32a、33a)分别通过它们的相应外壳部分(1、2)的壁向外引出。
2．按权利要求1的继电器，其特征在于，两个外壳部分(1、2)之间的主连接平面垂直于接触弹簧(4)的开关运动方向。
3．按权利要求1或2的继电器，其特征在于，由一个具有绕组(34)的线圈架(31)构成的线圈(3)与铁心(6)一起灌封在第一外壳部分(1)的塑料中-在工作气隙的范围内留出极面(63、64)-，而弹簧架(21)和至少一个静接触元件(22、23)则灌封在第二外壳部分(2)的塑料中。
4．按权利要求3的继电器，其特征在于，铁心(6)灌封在线圈架(31)的塑料中。
5．按权利要求4的继电器，其特征在于，线圈绕组(34)的连接元件(32、33)既灌封在线圈架(31)中，又灌封在第一外壳部分(1)的塑料中。
6．权利要求1至5任一项的继电器，其特征在于铁心(6)为U形，中段有线圈(3)，两个极片(61、62)大致垂直凸出于线圈轴；衔铁(5)大致平行于线圈附近的线圈轴延伸，且工作气隙由两个极片(61、62)构成。
7．按权利要求6的继电器，其特征在于，接触弹簧(4)切割成L形，所以具有两个基本上在一个平面内延伸的边(41、42)，其中，第一边从端面在线圈前延伸，第二边从侧边在线圈旁延伸，而且该第二边(42)和衔铁(5)相互重叠平行，且连接在接触弹簧的两边之间的角区内。
8．按权利要求7的继电器，其特征在于，衔铁(5)与接触弹簧(4)用金属连接，即用焊接(51)、铆接或类似连接。
9．按权利要求7的继电器，其特征在于，衔铁(5)与接触弹簧(4)通过一个共同的绝缘层(52)连接。
10．按权利要求1至9任一项的继电器，其特征在于，两个静接触元件(22、23)固定在第二外壳部分(2)中，并与接触弹簧(4)构成一个转换接点。
11．按权利要求1至9任一项的继电器，其特征在于，第二静接触元件(105)固定在第一外壳部分(101)中，并与固定在第二外壳部分(102)中的静接触元件(23)和接触弹簧(4)构成一个转换接点。
12．按权利要求1至11任一项的继电器，其特征在于，设计成台阶形边缘(103,104)的两个外壳部分(1、2)具有至少两个相互平行错开的分离平面。
13．按权利要求1至12任一项的继电器的制造方法，其特征在于-第一外壳部分(1)通过具有铁心(6)包括线圈接头(32、33)的线圈(3)的灌封而成；-第二外壳部分(2)通过弹簧架(21)和至少一个静接触元件(22、23)的灌封而成；-与衔铁(5)连接的接触弹簧(4)和弹簧架(21)连接；-然后将两个外壳部分(1、2)用其边缘叠置并连接。
14．权利要求13的方法，其特征在于首先通过铁心(6)和线圈接头(32、33)的灌封构成一个线圈架(31)；该线圈架(31)设置一个线圈绕组(34)，然后重新灌封构成第一外壳部分(1)。
15．按权利要求13或14的方法，其特征在于，衔接铁(5)通过焊接与接触弹簧(4)连接，然后该接触弹簧与弹簧架(21)连接。
16．按权利要求13或14的方法，其特征在于，衔铁(5)和接触弹簧(4)通过灌封在绝缘材料(52)中实现连接。
17．按权利要求13或16任一项的继电器，其特征在于，接触弹簧(4)通过焊接与弹簧架(21)连接。
18．按权利要求13至16任一项的继电器，其特征在于，接触弹簧(4)与弹簧架(21)通过插塞件连接。
19．按权利要求13至18任一项的方法，其特征在于，在两个外壳部分(1、2)连接时，间接测量衔铁行程和/或超行程(通过熔焊电压的电测量)，并在达到预定的值时结束连接过程。
20．按权利要求19的方法，其特征在于，在连接时至少两半壳体的一半壳体(1)的边缘区(25)产生变形一直达到预定的超行程为止。
21．按权利要求20的方法，其特征在于，两半壳体的一半壳体(1)的边缘或在该边缘上整体成形的一条肋(25)在连接时用超声波产生变形。
全文摘要
继电器由第一外壳部分(1)和第二外壳部分(2)组成,在第一外壳部分中灌封一个带有U形铁心(6)的线圈(3),在第二外壳部分中固定至少一个弹簧架(21)和至少一个静接触元件(22,23)。在该弹簧架上固定一个具有一个扁平衔铁(5)的接触弹簧(4)。通过两半壳体(1,2)的连接实现继电器调节和同时实现密封。
文档编号H01H50/04GK1225191SQ97196299
公开日1999年8月4日 申请日期1997年6月17日 优先权日1997年6月17日
发明者J·克尔恩, A·伯勒瑟 申请人:西门子公司