具有限制导向触头的继电器

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的使用电网电压并具有限制导向触 头的安全继电器，其控制侧与输出侧之间的绝缘足够能用于有爆炸危险的区域， 尤其是用作印刷继电器。

在市场上已经公知了使用电网电压并具有限制导向触头的双触头及多触头 印刷继电器，其中在隔板一侧及另一侧布置了至少一个触头弹簧时，在各输出侧 触头之间的绝缘被加强或是双重的，以便能获得根据DIN VDE0106(DIN VDE为 德国标准化协会，德国电力工程协会)的所谓“安全隔离”(防止危险体电流)。此 外，在控制侧及输出侧之间设置了根据EN50020标准的能满足有爆炸危险区域的 电装置要求的绝缘(继电器内部漏电路径≥10mm，以下称为EEx绝缘)。这类继电 器是公知的，例如已由本受让人1998产品目录公知。在其中，它们的名称例如为 SIR312或SIR422。这些继电器的尺寸为46.4或58.9×16×30.7，对于四触头或六 触头安全继电器来说已是相当小了。但是用户继续要求尽可能小的继电器。而随 着继电器继续小型化，维持所需的安全距离变得愈加困难。在许多情况下，为了 得到小尺寸而放弃了触头弹簧在直线上的导向，使得良好及持久的调节变得更加 困难。

于是，在市场上例如出现了具有约36×12.5×29mm很小外部尺寸的四触头 继电器，但是没有控制侧与输出侧之间的EEX绝缘。并且，不同触头对的输出 侧插销连接器无双重绝缘。对于该继电器，为了获得这样的小尺寸，各触头弹簧 在基部及顶部之间弯曲两次。此外，它们离线圈愈近偏移量愈大。

美国专利No.4618842公开了一种无限制导向的继电器，它在垂直连接控制 部分的隔板两对立侧上也具有两个转换触头。触头单元的触头弹簧也是偏置的， 它们借助梳板在一个方向上移动，梳板被分成两个臂，并被衔铁和电磁线圈驱动。 在臂上设有销并与触头弹簧移动端的矩形孔相连接。梳板可从驱动方向引入，并 使销插入到这些孔中。在梳板两臂之间的隔板具有一个插入辅助装置，但未详细 描述。插入辅助装置构成隔板的加厚部分并离动触头弹簧足够距离以致随梳板的 插入，在销必须插入孔中前销已被对准。因此插入辅助装置具有圆状端部，它布 置在控制侧上及距动触头弹簧的距离大于控制侧及输出侧之间的间隔，输出侧与 动触头弹簧隔开。该继电器不具有EEx绝缘。

但也公知了在控制侧及输出侧之间具有EEx绝缘的转换触头继电器，它们 具有小尺寸，尤其是在上述本受让人目录中列举的一种名称为SIR282的继电器。 在该继电器中，线圈与铁心及磁轭，以及触头弹簧基端一起整体浇注在支架部分 中，以致该继电器是防湿的。衔铁布置在远离输出侧的线圈侧上。转换触头单元 的三个触头单元彼此非常靠近地设置，其中，中心动触头弹簧在直线上穿过绝缘 支架部分延伸并构成了支架部分外侧上的插销连接器。但另外两个触头弹簧各在 整体浇注区域中的偏置足有2.5mm，以便保持转换触头的触头弹簧插接件之间标 准所规定的约5mm的距离。两个转换触头之间的隔板设置在触头弹簧移动端的区 域中，及盖上两短肋之间。结果是，一个转换触头的触头弹簧与另一转换触头的 斜对方触头弹簧之间的空气及漏电路径足够长，以保证在一定条件下增强绝缘。

为了这种继电器的组装，必须使触头弹簧插入到预组装保持部分中。然后该 装有触头弹簧的保持部分与电磁线圈、铁心及磁轭一起可在一注模装置中被浇注 成单体。

该转换触头继电器除了在有爆炸危险区域中其电流要求方面性能不足外，触 头弹簧的偏置也是特别不利的。其缺点还在于支架部分必须借助两个分开的浇注 步骤来制造。

因此，本发明的目的是开发一种具有至少两个限制导向触头单元的继电器， 其中在输出侧触头单元之间能保证双重或增强的绝缘，及输出侧和控制侧之间保 证EEx绝缘，并且其外部尺寸比公知的该类继电器外部尺寸小。结果是，触头弹 簧能在直线上引导，以便有助于继电器的调节。

根据本发明，该目的将借助于一种安全继电器来达到，其中所有触头弹簧作 成扁平状，触头弹簧最靠近控制侧处距线圈体的距离最小，该距离足够用于调节 和操作，及从梳板侧伸出线圈体的隔板部分沿线圈体的梳板侧表面达到控制侧， 以使得其衔铁端距最靠近线圈体布置的触头弹簧一段距离，该距离大于线圈体及 最靠近它布置的触头弹簧之间的距离，并保证最靠近线圈体布置的两个触头弹簧 之间的空气及漏电路径，这就满足了预防危险体电流的要求。

因为上述借助电磁线圈的挤压涂层在控制侧及输出侧的导电部分之间形成 的绝缘，在梳板侧上，线圈体总是被绝缘。因此，由于隔板向衔铁方向的延长， 可获得空气及漏电路径的延长，这允许输出触头靠近控制侧。

因为借助延伸到线圈体旁的隔板使空气及漏电路径足够用于双重绝缘，在线 圈体附近的触头弹簧可布置到距离线圈体的最小距离上，它能满足调节的要求。 为了达到线圈体及最近触头弹簧之间的空间缩小，继电器将变短。

通过电磁线圈的挤压涂层，线圈及铁心以及磁轭以固定形式设置在支架部分 中，因此该继电器各部分的位置及它们之间的距离被确定不动。

触头弹簧无大的偏移，及由于扁平的几何实施形式，它能被更好地调节并对 不同操作温度更不敏感。有利的是，电磁线圈的铁心平行于触头弹簧定向，及电 磁线圈短于触头弹簧的长度。结果是，电磁线圈的直径是确定输出侧导电部分及 控制侧导电部分之间距离的尺寸。因此，该继电器在结构上短于铁心垂直于触头 弹簧布置的类型的继电器。

有利的是，支架部分是作为单体与电磁线圈的挤压涂层一起浇注成的注模 体。因为支架部分对于控制侧及输出侧是在一个工作周期中制造的，很少的独立 部件需要处理并能排除一个浇注过程。

有利的是，在梳板外侧的盖或单独的护板与隔板在梳板侧的隔板整个长度上 用肋和槽彼此相接合。其结果是，一半部分中的导电部分及另一半部分中的导电 部分之间的空气及漏电路径以围绕隔板的迷宫方式被加长。最好盖用其上的肋插 在隔板的槽中。隔板中的槽平行于隔板平面地设置。单独的护板部分或外壳或盖 子可用作盖。由于迷宫状延伸，隔板不需要延过触头弹簧的可动端，而总是需要 用于梳板限制导向的空间。

由于槽及肋，可经由线圈体在很小的空间中获得用于双重绝缘的空气和漏电 路径的加长。

有利的是，有触头弹簧的基区中，支座部分具有与梳板运动方向垂直定位的 夹槽，在该夹槽中从与隔板垂直的方向上插入触头弹簧。因为触头弹簧能从平行 于隔板的继电器两对立侧插入到支架部分中，它们可借助简单的设施精确地固 定。例如，用支架部分中的凸块和触头弹簧中的槽相配合或对此互易地使用。

在一半部分中设有多个输出触头的继电器中，在支架部分中有利地设有中间 壁，中间壁垂直于隔板并位于同一半部分的输出触头之间。这些肋或中间壁可增 长相邻触头弹簧之间的空气和漏电路径。

此外，可有利地在隔板两对立侧上设置突起部分，及这些突起部分设置在远 离继电开关的梳板侧。由于这些突起部分，其顶端之间的距离将大于梳板两臂之 间开口的宽度。其结果是，当梳板插入支架部分后，梳板插在突起部分后面并仍 然可移动。在壁和开口之间，至少有利地在梳板上设有一个弹簧件，并与突起部 分协同作用。当梳板以爪的形式插入支架部分时，弹簧件向后弯，于是允许抓接， 而不致使梳臂有变形的危险。

对于根据本发明的示范实施例的继电器的制造，对于控制侧及输出侧的导电 部分，支架部分被作成一体。在支架部分的制造中，电磁线圈被整体地浇注在其 中。其结果是，对于产生支架的不同部分不再需要分开的浇注处理。线圈与铁心 和磁轭一起被固定在塑料体中。结果是产生固定的连接关系，这种固定连接关系 就是对此类精确产品估价的前提。

有利的是，触头弹簧从平行于隔板的继电器两侧被插入到支架部分的夹槽 中。结果是它们能接着被安装及精确地固定到位。

接着，可有利地将梳板安放到位，即以爪的形式插到导座上，并使梳板与触 头弹簧相连接，在放置盖或帽以前对继电器的功能进行测试。结果是，继电器可 在测试前、测试时或测试后被调整。但是，如果工作的控制仅当盖闭合才有可能(因 为否则梳板不能被保持或导向)时，则基于测试中获得的测量数据的继电器中的调 整将是十分困难的。

隔板一侧上导电部分和隔板另一侧半部分中导电部分之间所需的绝缘是借 助于在隔板远离控制侧的端面上盖和支架部分彼此用槽和肋相接合来达到的。这 使继电器可以作得比第二种形式要短些。

但是，第二种形式简单，它至少设有一个端壁，端壁在支架部分上垂直于隔 板并平行于触头弹簧地定向，并设在远离控制侧的隔板端部。

对于本领域的熟练技术人员来说，在结合附图阅读了以下对本发明优选实施 例的说明后，将会对本发明的上述及另外特征变得更加明白，其附图中相同的部 件用相同的标号表示，附图为：

图1是根据本发明一个具有两触头对的示范实施例的继电器支架部分的概要 透视图；

图2是同样的继电器的概要透视图，其中沿隔板两边缘借助槽和肋使空气和 漏电路径迷宫地廷长；

图3是根据图1的继电器完全组装好并带有盖的侧视图；

图4是根据图3的打印继电器的顶视图；

图5是通过根据图3及4的继电器触头对沿X-X线的垂直截面；

图6是根据本发明一个示范实施例带有盖的四触头打印继电器的侧视图；

图7是根据图6的继电器的顶视图；

图8是根据图6及7的继电器的衔铁侧的视图，但部件未插入到支架部分中；

图9a是通过根据图6至8的继电器的支架部分的横截面图；

图9b是通过设有肋的盖板部分的横截面图；

图10是通过根据图6至9a的继电器盖的纵截面图；

图11是根据图10的盖的顶视图；

图12是通过根据图10及11的盖的沿A-A线的横截面图；

图13是通过根据图2的继电器的盖纵截面细节部分；

图14是继电器的长触头弹簧的视图，该弹簧可被梳板驱动；

图15是根据图14的触头弹簧的侧视图；

图16是继电器的短触头弹簧的视图；

图17是根据图16的触头弹簧的侧视图；

图18是梳板的侧视图；

图19是根据图18的梳板的顶视图；及最后，

图20和21表示四触头继电器的两种接线圈。

根据本发明的继电器支座部分的示范实施例19，19’以简要的力式表示在图1 及2中，它们清楚地展示出在其它附图中不能看到的某些特征，而这些特征对于 理解本发明是很重要的。在继电器控制侧的线圈体11由磁铁线圈组成，后者与磁 轭及铁心浇注成一体。隔板47在线圈体11的附近将其输出侧分成两半部分12及 12’。隔板47与线圈体11相连接并从线圈体伸出及延伸到线圈体11的梳板导向 区域35，梳板未示出。布置在最靠近线圈体的、未示出的触头弹簧离开线圈体11 一距离，该距离正好够用于调节触头弹簧。在实际应用中，对此需要约0.4-0.7mm。 触头弹簧的夹槽51相应地靠近线圈体11布置。

由于在梳板导向区35中隔板47的重叠部分61，布置得最靠近线圈体11的 半部分12和半部分12’中的触头弹簧之间的距离足以保证双重的绝缘。一个半部 分12对另一半部分12’的绝缘不需要支座部分19的任何加长。在导向区35中， 隔板47的部分61可通过线圈体11实际上达到衔铁的一半距离。因此，两半部分 12，12’之间的漏电及空气路径是由线圈体11的外部尺寸确定的，而非由线圈体11 及触头弹簧之间的距离确定的。

支座部分19及19’型式的区别在于隔板47远离线圈体11的端部在两半部分 12，12’之间的空气及漏电路径的延伸实施形式。在图1中，该侧上隔板47终止 在垂直于它的壁18中。该壁18可用作贴继电器商标的面。因为盖在其上的盖是 透明的，因此可使商标受保护及易读出。但是，继电器的长度可通过在远离线圈 的隔板端上对盖及隔板设置齿，而被缩短一些。为此，槽49不仅设置在隔板的梳 板侧中，而且也设置在隔板47的垂直连接端边缘18’中。于是在该侧上，盖设有 肋71’，如图13所示。

图3至5表示根据本发明的一个示范实施例的继电器，在其输出侧的每半部 分12，12’中具有触头弹簧对13/13’、16/16’。它与以下附图中所描述的四触头继 电器的区别仅在于：该继电器具有两个触头。也可以类似方式制造六触头继电器 或更大型的继电器。该两触头继电器具有的外部尺寸为27.4×12.5×26.2mm。如 同较长的四触头继电器那样，在控制侧及输出侧之间设有EEX绝缘，并且在隔板 47的两侧上输出触头13/13’和16/16’之间具有双重绝缘。其中各部件根据图6至 19中各部件来取名称。

因此，除了触头数目不同所需的区别外，以下对四触头继电器的描述也适用 于两触头继电器。

在图6及7所示的本发明示范实施例中，在输出侧上布置了各具有两触头弹 簧的四触头单元13/13’、14/14’、15/15’、16/16’。各触头单元具有长触头弹簧13、 14、15、16及短触头弹簧13’、14’、15’、16’。这8个触头弹簧与一个插头连接 器17相连接。在控制侧，线圈21、铁心23及两个磁轭部分25、25’被整体浇注 到支座部分19中。所有这四部分在图6中用虚线表示，其中两个磁轭部分25、 25’局部地穿过支座部分19的塑料挤压壳并在图中用实线表示。此外，可动衔铁 27(图6中虚线所示)及线圈21的插接部分或连接插销29布置在控制侧。

衔铁27及开关触头弹簧13、14、15、16之间的连接通过梳板31实现。在 位置33处，梳板31的两个端柱87(图18及19)插入在衔铁27的两个孔中。在线 圈体11的一侧上，梳板被置于U形导座35中。在一侧上，梳板31以端柱放置 在衔铁27的孔中，在另一侧上，它靠放在触头弹簧13、14、15、16上。为此， 触头弹簧具有凹口80(图14)。在朝向盖67(在图6及7中未示出)的侧边上，梳板 31设有垫块37及37’。在衔铁端侧，梳板31具有桥接部分39。两个臂41、41’ 及两个弹簧件43、43’从过桥部分39伸向输出侧。在弹簧件之间设有槽45，它沿 侧壁47的两侧引导梳板31的移动。在隔板47中开有槽49。在一侧上，槽49终 止在线圈体11处，及在另一侧上，终止在支座19的输出端，它的两端是张开的。

在支座部分19中，在隔板47的两侧上基部53中开有夹槽51。触头弹簧被 插入到夹槽51中并固定于其中。在触头单元13/13’及14/14’之间和15/15’及16/16’ 之间设有中间壁55，以便增长空气及漏电路径。

在图8及9a中，支座部分19被表示为未组装状态。图8表示朝着衔铁的端 面。在底部，表示有线圈21的两个控制侧插接件19，它们被整体地浇注在支座 部分19中。在支座部分19的表面上，只能看到作为金属面的两个磁轭部分25、 25’。在支座部分中设有用于衔铁的边框57。衔铁借助衔铁保持簧58(图3)被安装 在边框57中。衔铁保持簧58被置于两个槽59中并靠在边框侧。

边框57直角地过渡到导座35。隔板47的延伸部分61布置在导座中心。在 延伸部分61上伸出突起63，后者与梳板31上的弹簧件43、43’协同作用并将梳 板31安装在导座35上。

在控制侧上，围绕支座部分19的底部上开有槽65，以构成盖及支座部分19 之间的卡合空间，并作为液体或其它污入进入内部的毛细作用止挡。

图9b表示放置在无肋71的盖下方的护板67”的横截面图。该护板67”可与 盖无关地放置到位。在本发明的另一改型中这可以使盖从非梳板侧的侧面盖到支 座部分19上。这允许使插接件从继电器的两个大侧面之一上伸出来。为此，插接 销17必须从继电器一侧12穿过隔板47、另一半12’及各个基部。不同侧的导电 部部借助在支座19上及平行于隔板布置的各个基部上相易地延伸而被保护。因 此，插接销彼此足够远地隔开，下侧12’的销必须偏离触头弹簧的中心并布置在触 头弹簧之间。

图10至12表示盖67。盖67实际上从5个侧面封闭住(例如整体地包围或接 近整体地包围)支座部分19，并使所有部件置于其内。它从梳板侧盖到支座部分上 并相对紧密地在基部53及槽65的周围闭合。当盖置于其位时，盖67使衔铁保持 弹簧58固定于其位置并限定地防止梳板31能从导座35中回弹出来。垫块37’从 内部接触到盖67从顶侧69。肋71设在顶侧69上并插入到隔板47的槽49中。 肋71正好与槽49一样长并连接到盖67的端壁73。在盖中设有三个槽口75，它 们与支座部分上的各凸块相扣合，以便将盖67固定在支座部分19上。

图13表示盖67’的细节。盖67’在其端壁73上带有肋71’，该肋71’插入到图 2所示的支座部分的槽49’中。

图14及15中的触头弹簧15和图16及17中的触头弹簧13’、14’、16’各包 括一个平面状弹簧板79、79’和铆在其上的触头81。通过使板79、79’在插销17 的区域中折叠并压平使插销或插头连接件17与弹簧板79、79’作成一体。为了获 得不同方向的触头弹簧13、14、16或15’，仅需使触头81从另一侧铆入弹簧板79 或79’。因此不同方向的触头弹簧如触头弹簧15及16的几何尺寸是相同的，以便 插入到夹槽51中，当继电器被制好时夹持在夹槽51中的弹簧板79、79’的基区83 被压扁到弹簧板材料厚度的一半。结果是弹簧板79、79’及插销17轴向对齐，以 使得弹簧板能从一侧和另一侧装入触头81。弹簧板79材料中的小转曲允许其轴 不转曲，换言之，保持板的平面几何形状。因此不管销17是设在一侧及触头弹簧 板79、79’需要长些或短些，只需要制造两种不同的触头弹簧板79及79’。

弹簧板79仅稍长于弹簧板79’。在它们上端具有槽口80。换言之，在触头 81上方具有向上延长部分85，后者窄于弹簧板79一个槽口80的尺寸。弹簧使用 该延长部分85与梳板31相连接。延长部分可窄于弹簧板另外部分，因为它无需 流过电流且不需要有弹性。由于延长部分相对弹簧板79另外部分变窄，梳板可置 于弹簧板上，及获得的空间可用于肋71、隔板47、梳板31及隔板和梳板之间的 中间空隙。其结果是，可减小继电器的高度。

图18及19表示梳板31，在其桥接部分39上具有两个臂41、41’及弹簧件 43、43’。端柱87被置于衔铁27中。弹簧件43、43’沿隔板47引导梳板并被突起 部分63保持在导座35中。两个臂41、41’中设有相同的槽单元。槽89用于移动 触头的触头弹簧，使得当电磁线圈得电(AK)时闭合触头(如13/13’、14/14’、15/15’)， 而槽89’用于同时打开(RK)的触头(如16/16’)。视所需实施情况而定，可以仅有一 个或两个槽89’与长触头弹簧板79相连接。图20及21表示两种可能的继电器接 线图。利用图示的梳板31，也可实现不对称的上方接线图的镜象接线图。在梳板 31的下侧设有一止挡91；该止挡与中间壁55协同作用以限制梳板31的运动，并 由此限制触头弹簧13、14、15、16的运动。

在两触头继电器中，梳板31仅具有头四个槽89、89’。端部的槽89及臂41、 41’上的相应部分将被去消。因此，可能的接线圈相当于四触头继电器中靠近线圈 体的触头的接线图。

在各附图中所示的四触头继电器具有外部尺寸接近36.1×12.5×26.2mm。在 这种继电器中，无论是具有两触头还是更多触头，在控制侧及输出或负载侧上的 插销连接件29或17之间的距离大于15mm。输出侧插销17之间中心至中心的距 离，在隔板一侧上的触头之间为5mm，在隔板47的不同侧上的触头之间为 7.5mm。在内部，隔板不同侧上触头之间的距离至少为8mm，在控制侧的导电部 分及输出侧的负载触头之间的距离至少为10mm。在隔板47一侧上的触头(如 15/15’及16/16’)可构成控制触头，及隔板47另一侧上的触头(如13/13’，14/14’)可 构成负载触头，就此而论，它们彼此间以双重或增强形式绝缘。

总地，可以说，在有爆炸危险区域中的继电器中使线圈21、铁心23及磁轭 25、25’整体地浇注到支座部分19中。至少一个触头单元13/13’、14/14’或15/15’、 16/16’分别布置在隔板47的两侧上，后者设在支座19上并与线圈体11相邻。衔 铁27布置在远离触头的线圈21的一侧。梳板13在绝缘线圈的一侧上与衔铁27 相连接，在另一侧上与动触头弹簧13、14、15、16相连接。在梳板31通过线圈 21的区域中，在支座部分19上设有梳板31的导座35。隔板47具有延伸部分61， 后者达到线圈21旁的导座区域35。延伸部分61及隔板47中设有槽49，在该槽 中插入盖住继电器的盖上的肋，以便使从隔板47一侧到另一侧的空气及漏电路径 加长。在触头及电磁回路导电路径之间至少保持10mm的空气及漏电路径。在隔 板47一侧上的触头与另一侧上的触头之间至少有8mm的双重或增长的空气及漏 电路径。

本领域的熟练技术人员将理解，在不偏离本发明的精神和基本特征的情况 下，可用其它具体形式实施。因此，现有公开的实施例在各方面可被视为说明性 而非限制性的。本发明的范围应由附设权利要求书指定而非由以上说明限定，所 有等同意义及范围内的变化应包括在本发明中。