DE10027357C2 - Relais mit Handbetätigungseinrichtung und Taste - Google Patents
Relais mit Handbetätigungseinrichtung und TasteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Relais gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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.
Ein Relais der eingangs genannten Art ist aus dem JP-Abstract 08222109 bekannt.
Dort ist die aus Gummi gebildete Taste in eine Gehäuseöffnung eingeklebt. Der
DE-A-14 65 355 ist das einstückige Ausbilden einer Taste mit einem Gehäuse ent
nehmbar, dort allerdings speziell in Verbindung mit einem Mikroschalter. Bei die
sem Mikroschalter besteht der Betätigungsmechanismus aus ein Membran im Ober
teil eines Schalterdeckels, einem innen an dem Schalterdeckel angebrachten Lager
teil mit einer Führung für einen Druckknopf und diesem Druckknopf, der mit einer
Stirnfläche an der Membran und mit der anderen Stirnfläche an einer Kontaktfeder
anliegt. Die Membran hat durchgehend gleiche Dicke, der Druckknopf befindet sich
in einer Vertiefung der Membran.
Die DE-C-37 37 119 zeigt einen Druckschalter, der in seiner Gesamtheit von einem
Polycarbonatgehäuse umschlossen ist. Mit dem Gehäuse ist im oberen Bereich ein
stückig ein Tastelement mit verdünnter Wanddicke ausgebildet.
Die DE-A-41 28 778 zeigt ein Gehäuseteil für eine Schalteranordnung, wobei ein
Teil des Gehäuses aus hartem Thermoplast gebildet ist, im Bereich des Schalters
daran ein relativ weiches Kunststoffteil angeformt ist.
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 durch die Kenn
zeichnungsmerkmale des Anspruchs 1.
Gemäß der Erfindung wird die Taste - bevorzugt 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.
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.
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 gedrückt 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 (11)
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, und
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, der durch einen Materialbereich mit im Vergleich zu der Dicke (D) des Gehäuses verringerter Dicke (d) ausgebildet ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (12; 112) gemeinsam und einstückig mit dem Gehäuse oder einem Teil (8; 108) des Gehäuses geformt ist, und
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, der durch einen Materialbereich mit im Vergleich zu der Dicke (D) des Gehäuses verringerter Dicke (d) ausgebildet 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 1-6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (12; 112) und der
Tastenhalter (10; 110) kreisrunden Grundriß aufweisen.
8. Relais nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenhalter (10) im diametralen
Querschnitt eine wellenförmige Konfiguration (48, 50) hat.
9. Relais nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenhalter (110) im Querschnitt
konvex ausgebildet ist.
10. Relais nach einem der Ansprüche 1-9,
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.
11. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß seitlich der Taste (112) ein oder
mehrere erhabene Schutzelemente (113a, 113b) angeformt sind.
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