專利名稱：電子開關裝置、繼電器、插座和包括這樣的裝置的電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括接觸塊和致動裝置的開關裝置，該接觸塊具有與至少一個電端子相連接的固定部分并且具有至少一個能夠與可移動部分的接觸區(qū)協(xié)同工作的電接觸區(qū)，所述致動裝置能夠使可移動部分從所述電接觸區(qū)的閉合位置移動到斷開位置。
背景技術：
在傳統(tǒng)的電氣設備中，電流的遠程接通和斷開通常是借助接觸器或繼電器進行的。
這些非常廣泛使用的設備零件主要包括電磁致動構件，這種電磁致動構件設計成用于支配一個或多個可移動觸點相對于一個或多個固定觸點從閉合位置到斷開位置的移動(和相反的移動)。致動構件主要包括電線圈和永磁體(EP0686989B1、EP0272164B1)。
而且，這些數(shù)量眾多的設備零件依照控制電流而在它們的觸點數(shù)量或觸點位置的數(shù)量方面具體地相互有所不同。例如，可以找到傳統(tǒng)的接觸器或繼電器或更加復雜的具有兩個穩(wěn)定位置(稱為雙穩(wěn)態(tài))的設備。
大量制造的這些設備是由封裝有觸點和致動構件的殼體形成的。連接構件能夠使得該殼體與要控制的電子裝置相連接。
不過，將這些設備裝配在受限的環(huán)境中可能會引起某些問題。例如，將它們整合在電子插座40中確實是個問題，如附圖1所示。公知的電子插座包括接線板29，該接線板設置在大小適于容納該接線板的空間28中。按照公知的方式，這些空間28設置在居住房屋的房間中的墻壁或隔板內(nèi)。接線板29包括兩個插孔套31，為電器供電的插頭插在其中。這些插孔套31分別通過電源端子30與市電系統(tǒng)的電線相連接。這些電線通過固定構件32固定在電源端子30上。
由于公知開關裝置和相關遙控構件(具體來說是無線電模塊)的大小和特點，很難將這些組件全部定位在空間28之內(nèi)。而且，電源電路必須經(jīng)插座的端子30與繼電器之間的連接線、然后是從繼電器到插座的插孔套31的連接線來進行轉接。繁復地存在這些導線和數(shù)量眾多的電連接可能會產(chǎn)生有害的溫度升高。此外，組裝和布線工作仍然是精細和費用較大的，因為它們很難實現(xiàn)自動化。
為了克服這些與少量可用空間相關的安裝問題，很多解決方案使得插座40能夠借助連接在所述插座上的外部盒子接受遙控。然后將所有用于控制的組件設置到插座40外部的盒子41中。盒子41通過插銷44與插座的插孔套31相連接。盒子41也包括插孔套31，電器的電源插頭插在其中。
安放在盒子41的至少一個電極上的繼電器由控制模塊45進行控制，該控制模塊45具體接收由無線電模塊46給出的繼電器斷開或閉合控制命令。該繼電器串聯(lián)連接在至少一個插銷44和相應的插孔套31之間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術的缺點，以給出一種小尺寸的簡單的開關裝置。
按照本發(fā)明的電子開關裝置包括固定部分，包括至少兩個底座，所述至少兩個底座由磁性或可磁化材料制成并且相互電絕緣；設置在所述底座之間的致動裝置，由至少一個電磁線圈構成，所述至少一個電磁線圈能夠對底座進行磁化；設置在致動裝置內(nèi)部的可移動部分，包括至少一個磁鐵，所述至少一個磁鐵在分別相應于開關裝置的不同的電狀態(tài)的兩種穩(wěn)定位置之間移動，該磁鐵包括至少一個電接觸區(qū)，所述電接觸區(qū)與第一電端子電連接并且能夠在兩種穩(wěn)定位置中的至少一個位置下與包括與第二電端子相連接的電接觸區(qū)的底座中的至少一個電接觸，可移動磁鐵與兩個底座之一實施磁性吸引。
根據(jù)一種具體的實施方式，致動裝置包括電線圈，該線圈具有設計成用于產(chǎn)生將底座極化得具有相反磁極性的磁場的繞組。
按照本發(fā)明的改進方式，致動裝置包括具有兩個繞組段的電線圈，所述兩個繞組段串聯(lián)連接并且纏繞方向相反，從而使得所述段分別產(chǎn)生反向的磁場。
致動裝置最好包括兩個同軸電線圈，這兩個同軸電線圈以能夠產(chǎn)生反向磁場的方式連接。
兩個底座最好具有相同的磁極性。
有利地，在兩種穩(wěn)定位置中的一種位置下，磁鐵包括與連接于第二電端子的接觸區(qū)相接觸的電接觸區(qū)。
有利地，在全部兩種穩(wěn)定位置下，磁鐵包括與分別連接于第二電端子的接觸區(qū)相接觸的電接觸區(qū)。
有利地，磁鐵分別在每個穩(wěn)定位置下與兩個底座之一實施磁性吸引。
按照本發(fā)明的一種改進方式，金屬底座分別與兩個不同的連接端子相連接。
磁鐵最好通過彈性連接機構與兩個金屬底座之一電連接。
按照本發(fā)明的一種具體實施方式
，磁鐵通過彈性連接機構與第三電端子電連接。
可移動磁鐵最好沿著平行于線圈的縱軸的方向并且在致動裝置的線圈內(nèi)部移動。
金屬底座最好具有凸出地定位在它們的內(nèi)表面上的連接柱，所述底座的這些連接柱是彼此面對地設置的并且與線圈的縱軸成一條直線。
最好，由可磁化材料制成的側壁在兩個電絕緣底座之間延伸。
一種按照本發(fā)明的改進方式的繼電器，包括至少兩個電接觸端子和至少兩個電控制輸入端，并且包括上面定義的開關裝置，所述裝置的線圈與控制輸入端相連接，并且所述裝置的底座與接觸端子相連接。
一種按照本發(fā)明的改進方式的電氣設備，包括熱跳閘構件和復位構件，并且包括與熱跳閘構件和復位構件相結合的上面定義的開關裝置。
有利地，復位構件包括按鈕，該按鈕經(jīng)操作構件對開關裝置的可移動部分起作用。
有利地，熱跳閘構件包括雙金屬帶，該雙金屬帶經(jīng)操作構件對可移動磁鐵起作用。
有利地，熱跳閘構件與電端子之一電連接。
上述限定的開關裝置的致動裝置的控制電路發(fā)出單個排斥控制指令或兩個連續(xù)的排斥和吸引控制指令或兩個同步的吸引和排斥控制指令。
按照本發(fā)明的一種改進方式的插座，包括接線板，在該接線板上固定有至少兩個插孔套，所述插孔套與連接端子相連接，并且包括上面定義的開關裝置，所述開關裝置連接在至少一個插孔套和連接端子之間。


通過下面的僅作為非限制性實例給出并且在附圖中示出的本發(fā)明的具體實施方式
的說明，其它的優(yōu)點和特征將會變得更加顯而易見，其中圖1是包括公知類型的開關裝置的插座的示意性截面圖；圖2是包括按照本發(fā)明的實施方式的開關裝置的插座的示意性截面圖；圖3表示按照本發(fā)明的實施方式的開關裝置的截面圖；圖4到7表示不同工作狀態(tài)下的按照圖3的裝置；圖8a表示代表按照圖3到7的開關裝置的控制信號的曲線；圖8b表示代表按照圖3到7的開關裝置的運動的曲線；圖9表示按照圖3的裝置的第一替換實施方式的截面圖；圖10到12表示按照圖3的裝置的第一優(yōu)選實施方式的截面圖；圖13a表示代表按照圖10到12的開關裝置的控制信號的曲線；圖13b表示代表按照圖10到12的開關裝置的運動的曲線；圖14表示按照本發(fā)明的一種實施方式的裝置的可移動部分的細節(jié)圖；圖15表示按照圖3的裝置的另一可選實施方式的截面圖；圖16到18表示按照圖3的裝置的第二優(yōu)選實施方式的截面圖；圖19a和19b表示代表按照圖16到18的開關裝置的控制信號的曲線；圖19c表示代表按照圖16到18的開關裝置的運動的曲線；圖20表示包括按照本發(fā)明的一種實施方式的開關裝置的繼電器的截面圖；圖21表示包括按照本發(fā)明的一種實施方式的開關裝置和熱跳閘構件的設備的截面圖；圖22到25按照圖21的處于不同工作狀態(tài)下的設備；圖26和27表示按照圖21的設備的另一可選實施方式；圖28和29表示按照本發(fā)明的一種實施方式的開關裝置的控制模塊的可選實施方式。
具體實施例方式
附圖3到7中給出的按照本發(fā)明的一種實施方式的電子開關裝置是雙穩(wěn)態(tài)開關裝置。它可以采取兩種分別與電端子A，B的閉合和斷開位置相應的穩(wěn)定工作狀態(tài)。按照這種實施方式，開關裝置1由包括第一底座22和第二底座23的固定部分2組成。由磁性或可磁化材料制成、最好具有圓柱形形狀的兩個底座22、23分別與電連接端子A、B連接。這些端子A、B自身與電路相連接。這兩個金屬底座22、23相互之間電絕緣。這些底座最好是以這樣的方式設置的它們的內(nèi)表面24和25相互面對，例如以平行方式相互面對。
限定在兩個底座之間的空間10由致動裝置5占據(jù)。按照本實施方式，這個裝置是由電線圈55構成的，其縱軸Y基本上與固定部分2的底座22、23的內(nèi)表面24、25垂直。
該電線圈55由能夠發(fā)出電流或脈沖命令的電源在兩個輸入端11和12之間供電。這個脈沖電源具體來說可以由預充電電容器構成。
為了使線圈55產(chǎn)生的電磁場62的場力線能夠閉合，底座22、23的內(nèi)表面24、25最好設置得盡可能接近線圈55的徑向表面。按照示例實施方式，圓柱形底座22、23的外徑最好至少等于線圈55的外徑。
按照本實施方式，為了獲得底座22、23和線圈55之間的電絕緣，將所述線圈定位在由電絕緣材料制成的支架9內(nèi)，并且在電流I流過線圈55的時候由線圈55產(chǎn)生的電磁場能夠穿透該支架9。
為了能夠實現(xiàn)端子A和B之間的電切換，將一個可移動部分設置在由處于致動裝置5的線圈55內(nèi)部并且介于固定部分22的兩個底座22、23的內(nèi)表面之間的容積所限定的空間10內(nèi)。
按照本發(fā)明的這一實施方式的致動裝置的可移動部分是由永磁鐵7構成的，該永磁鐵7通過彈性連接機構8與兩個電端子A、B之一相連接。這個連接機構8同時具有機械和電特性。它能夠使得磁鐵7沿著平行于線圈55的縱軸Y的方向實現(xiàn)平移方式的運動，并且它此外還用作端子A和B之間的電源導體。兩個底座22、23之一可以與彈性連接機構8具有公共電連接機構85，例如底座22。此外，底座22和連接機構8可以與電端子A相連接。
按照附圖14所示出的實施方式，彈性連接機構是由總體上為圓柱形的金屬織物構成的，該圓柱形金屬織物的一端26具有平截頭體的形式。端部26與底座22的內(nèi)表面24電連接。永磁鐵7固定在彈性連接機構8的第二端27上。
為了確保磁鐵和固定部分的電接觸區(qū)之間的良好電連接，磁鐵的接觸區(qū)可以包括電接觸塊。這些接觸塊可以由常用的觸點材料制成，特別是包括銅或銀。如附圖14所示，彈性金屬織物的端部27于是直接焊接在圍繞這磁鐵7的電接觸塊上。
該磁鐵的運動在總距離X上進行，下文中稱該總距離為總氣隙X。按照一種示例實施方式，將磁鐵的北極任意地定位成面向底座22的內(nèi)表面24，而磁鐵的南極面向底座23的內(nèi)表面25。顯而易見，如果將永磁鐵翻轉，以致其北極面對底座23的內(nèi)表面25，開關裝置將會按照相同的致動原理工作。
將分隔接觸區(qū)的距離設置成等于總氣隙X，以便確保使用開關裝置1的產(chǎn)品的絕緣距離。以舉例為目的，如果打算將開關裝置1用于插座40的控制，則斷開位置的氣隙至少為3毫米。
如附圖3和7所示，開關裝置包括兩個穩(wěn)定工作狀態(tài)。在第一工作狀態(tài)下，磁鐵7吸附在底座23的內(nèi)表面25上。然后在第二狀態(tài)下，該磁鐵吸附在底座22的內(nèi)表面24上。
當不對線圈55供電時，致動裝置5于是不工作。磁鐵7于是處于分別吸附在底座23或底座22上的第一或第二位置上。
按照附圖3中示意性給出的實施方式，端子A和B經(jīng)底座22、彈性連接機構8、永磁鐵7的接觸區(qū)以及底座23而相互電連接在一起。于是開關裝置閉合。
按照附圖7中示意性給出的實施方式，由于永磁鐵7的接觸區(qū)沒有與底座23的接觸區(qū)相接觸，故而端子A和B已不再電連接。于是開關裝置斷開。
為了使固定部分的電接觸區(qū)的質量最優(yōu)，可以在所述底座22、23的內(nèi)表面的接觸區(qū)上設置接觸塊。
為了從一種穩(wěn)定位置切換到另一種穩(wěn)定位置，要進行如下所述的操作步驟。
例如，從如附圖3所示的閉合狀態(tài)切換到如附圖7所示的斷開狀態(tài)，對線圈55的輸入端11和12分別供電，以致使得在線圈55中流動的電流I產(chǎn)生這樣的電磁場該電磁場的場力線具有使底座22和23起磁的效果。由于裝配的幾何機構并且由于線圈55的繞組中電流I的方向，底座22暫時變成了北極，而底座23變成了南極。磁鐵的南極和底座23以反比于距離X1的平方的排斥力相互排斥。于是距離X1相當于將磁鐵7與底座23分隔開的移動距離。距離X1在移動開始時趨向于零，并且在移動結束時等于總氣隙X。
只要磁鐵在排斥力的作用下一開始移動，移動部分的接觸區(qū)就不再與固定部分的接觸區(qū)相接觸了，而從端子A和B因此不再相連接。如附圖4所示，可移動磁鐵在沿著平行于線圈55的縱軸Y方向的方向14上移動。在中途位置上，當經(jīng)過了X1的距離大約等于總氣隙X的一半時，南極-南極和北極-北極各自的排斥力具有相等的強度并且傾向于彼此相抵。
在運動期間作用在磁鐵7上的慣性力使其保持某一速度，這個速度能夠使其穿越這個中途位置。
如附圖6所示，線圈中電路I的方向反轉，這導致了由線圈55產(chǎn)生的電磁場場力線旋轉方向的變化。底座22、23的磁極性也跟著反轉，底座22變成了南極而底座23變成了北極。
然后永磁鐵的北極被底座22吸引。磁鐵和底座22各自的北極和南極之間的吸引力正比于間隔它們的距離的平方。這樣，磁鐵7移動得越接近底座22，吸引力就越大。
只要磁鐵一接觸到底座22的內(nèi)表面24，然后裝置就停止向線圈55供電。底座22和23不再由線圈極化，并且開關裝置1進入新的穩(wěn)定狀態(tài)。電端子A、B不再電連接并且開關裝置于是斷開。
附圖8a和8b表示上述操作的不同階段的時序圖。在時刻f，發(fā)出控制命令的第一周期C。將第一電流或脈沖指令C1發(fā)送給線圈55。在相當于電流I流入線圈55所需時間的短延遲之后，開關裝置退出第一穩(wěn)定狀態(tài)70。磁鐵7從底座23上排斥下來并且朝向第二底座22的方向移動。將對應于裝置的不穩(wěn)定狀態(tài)的這一移動分解為時刻f和g之間以及時刻g和h之間分別表示的兩個時間段。在時刻f和g之間順序流逝的時段期間，在由第一脈沖C1產(chǎn)生的排斥力的作用下，磁鐵7經(jīng)過的距離X1增大，如附圖5所示。磁鐵7的慣性使得它能夠通過大于總氣隙X的一半的距離X1，如附圖6所示。按照控制電路45的一種具體實施方式
，當磁鐵處于中間位置71(在此位置上距離X1最好大于X的一半)時，第一指令或脈沖C2將反向流動的電流I發(fā)送給線圈。在行程的終點，當磁鐵7在時刻h落到底座22上時，最好中斷線圈的電源，從而該裝置進入第二穩(wěn)定狀態(tài)72。在這個控制模式下，線圈55先產(chǎn)生排斥力然后產(chǎn)生吸引力。
要反轉到初始穩(wěn)定狀態(tài)70，要發(fā)送電控制命令C1和C2的相同周期C。在時刻m，線圈中流動的電流I通過排斥造成磁鐵的移動。該裝置退出其穩(wěn)定狀態(tài)72，經(jīng)過介于時刻m和o之間的不穩(wěn)定狀態(tài)并且最終達到第二穩(wěn)定狀態(tài)70。
為了簡化電子控制電路45和減少所使用的組件數(shù)量，可以設想減少每個周期C的控制命令的數(shù)量。具體來說，可以省略掉第二電流或脈沖指令C2。這樣，當該裝置處于中間狀態(tài)71，接近時刻g或n時，不再為線圈55供電。然后在慣性力的作用下，磁鐵7將繼續(xù)運動，并且將最終開始與第二底座相接觸。在這種情況下，線圈的指令僅產(chǎn)生造成磁體7運動的排斥力。在行程結束時，磁鐵7對磁性或可磁化材料制成的底座的吸引在沒有線圈作用的情況下發(fā)生。
附圖3到7所示的裝置具體設計成用于遙控電子開關。
按照附圖9中所示的第一可選實施方式，在底座22和23的內(nèi)表面上凸出地設置了連接柱13。這一結構能夠使永磁鐵的長度得以減小，而同時保持相同長度的總氣隙X。這能夠使永磁鐵7的成本得到顯著降低。
此外，為了使電磁場場力線能夠閉合并且為了磁化底座22、23，由可磁化材料制成60制成的側壁在兩個底座22、23之間延伸。為了避免端子A和B之間的短路，在底座之間插入了絕緣部分9。
按照第一優(yōu)選實施方式，致動裝置5包括繞組是由兩段56和57構成的線圈55。第一段56上的導線纏繞是沿著第一旋轉方向進行的，而第二段57上的導線纏繞是沿著與第一方向相反的第二旋轉方向進行的。按照附圖10到12所示的實施方式，兩個繞組的長度基本上是相等的。
例如，為了從附圖10所示的閉合狀態(tài)切換到附圖12所示的斷開狀態(tài)，該裝置的工作模式如下所述。按照時間順序，如附圖13a和13b所示，在時刻e，在將控制命令發(fā)送給致動裝置5之前，所述裝置處于第一穩(wěn)定狀態(tài)70。
在時刻f，經(jīng)輸入端11、12將第一控制命令C1發(fā)送給線圈55。在相當于電流I流入線圈55所需時間的短延遲之后，由線圈55的兩個繞組段56、57產(chǎn)生的局部電磁場能夠使底座22和23磁化為相同的磁極。這兩個繞組段實際上分別產(chǎn)生了場力線62、63沿相反方向旋轉的局部磁場。按照附圖11所示的實施方式，底座22和底座23變成了南極。
在磁鐵7的南極和底座23的南極之間產(chǎn)生了排斥力。這個力傾向于沿著方向14排斥與底座23的內(nèi)表面25相接觸的磁鐵。而且，在磁鐵7的北極與底座22的南極之間產(chǎn)生了吸引力。這個力傾向于將磁鐵朝向底座22吸引。
這樣磁鐵同時受到了兩個電磁力的作用，這兩個電磁力同時并且沿著相同的方向起作用，使得磁鐵在同一方向14上移動。
開關裝置1于是退出第一穩(wěn)定狀態(tài)70。受到第一底座排斥的磁鐵7開始向著第二底座的方向移動。相應于該裝置的不穩(wěn)定狀態(tài)的這個移動包含在時刻f和h1之間。
在行程的終點，當磁鐵本身在時刻h1位于底座22上時，端子A、B于是斷開，并且該裝置進入穩(wěn)定斷開狀態(tài)72。然后，在時刻h2，可以中斷線圈的電源，并且這些底座不再受到所述線圈的極化。
時刻f和h2之間的脈沖C1的持續(xù)時間最好大于磁鐵從第一底座移動到第二底座的總行程的持續(xù)時間。
為了重新閉合開關裝置1的電端子A、B，在時刻m發(fā)出第二控制命令C2。在線圈55中流動的電流的方向于是如附圖12所示那樣反轉。與底座22的內(nèi)表面接觸在一起的磁鐵的北極受到方向14上的排斥。而且，磁鐵7受到底座23的吸引。在時刻O1，當磁鐵7開始與底座23的內(nèi)表面相接觸時，端子A、B再次進入閉合位置。于是可以在時刻O2中斷線圈55的電源并且底座22、23不再受到所述線圈的極化。
附圖15到18表示設計用于插座40的接線板29中的開關裝置1的實施方式。那么開關裝置1的底座22、23就分別包括插孔套31和電源端子30。電源端子30包括用于夾緊電源電纜或電線的構件32。
在附圖15中，致動裝置5的一種可選實施方式包括兩個電連接在一起的相鄰線圈58、59。這兩個線圈58、59的導線的纏繞方向產(chǎn)生相反的磁場。按照附圖15中所示的實施方式，這兩個繞組的長度基本相等。致動裝置的電輸入端11、12分別與線圈58和59連接。這種可選實施方式的工作過程與上述的附圖10到12中所示的第一優(yōu)選實施方式的工作過程類似。
按照附圖16到18中所示的本發(fā)明的第二優(yōu)選實施方式，致動裝置5包括兩個電獨立的相鄰線圈58、59。線圈58、59分別在輸入端11a、12a和11b、12b之間得到電供應。這兩個線圈58、59的導線的纏繞方向和輸入端11a、11b、12a和12b的電極性的選取方式使得磁鐵7能夠從底座22移動到底座23，并且反過來也可以。按照附圖16中所示的實施方式，這兩個線圈58、59的導線的纏繞方向是相反的并且這兩個繞組的長度基本相等。
如附圖17所示，該裝置處于第一穩(wěn)定狀態(tài)70，從而端子A和B處于斷開位置。為了從斷開位置切換到閉合位置，則該裝置的工作模式為如下述所述。在附圖19A中，將第一控制命令或脈沖C1發(fā)送給線圈58，然后為分別為端子11a和12a供應負電和正電。線圈58中流動的電流產(chǎn)生了局部磁場。所述場能夠使底座22的連接柱13受到磁化。按照附圖17所示的實施方式，底座22的連接柱于是變成了北極。底座23沒有任何磁極性。
在磁鐵的北極與底座22的北極之間產(chǎn)生了排斥力。該力傾向于對與底座22的內(nèi)表面24相接觸的磁鐵進行排斥。磁鐵受到了傾向于使其沿著移動方向14移動的電磁力的作用。
在磁鐵在兩個底座之間完成移動后，它將其自己定位在底座23上，從而端子A和B閉合。然后中斷線圈的電源，從而底座22的磁極消失。在磁鐵與底座23相接觸的情況下，該裝置處于穩(wěn)定閉合狀態(tài)72。
為了斷開該裝置，將第二控制命令C22發(fā)送給第二線圈59，如附圖19B所示。端子11b和12b于是分別得到了正電和負電供應。在線圈59中流動的電流I產(chǎn)生局部磁場。所述場使得底座23的連接柱13受到磁化。按照附圖18所示的實施方式，底座23的連接柱于是變成了南極。底座22不具有任何磁極性。
在磁鐵的南極和底座23的南極之間產(chǎn)生了排斥力。這個力傾向于對與底座23的內(nèi)表面25相接觸的磁鐵進行排斥。該磁鐵受到了傾向于使其沿著移動方向14移動的電磁力的作用。
在磁鐵在兩個底座之間完成了移動時，它將其自己定位在底座22上，從而端子A和B斷開。然后中斷線圈的電源，從而底座23的磁極消失。在磁鐵與底座22相接觸的情況下，該裝置處于穩(wěn)定閉合狀態(tài)70。
按照本發(fā)明的這種實施方式，在每個造成磁鐵在底座23和22之間運動的排斥指令下，僅將單獨一個控制命令C11或C12發(fā)送給線圈58或59之一。
按照本發(fā)明的另一種可選的實施方式，具體來說是附圖20中所示的繼電器，彈性連接機構8與不同于端子A和B的第三電端子C相連接。于是使用了另外一個電絕緣體99來將彈性連接機構8與底座22分離開來，在此之前該連接機構是固定在底座22上的。然后磁鐵具有兩個電接觸區(qū)，這兩個電接觸區(qū)能夠分別與兩個底座22、23相接通?？梢苿硬糠?(具體來說是磁鐵7)從第一穩(wěn)定位置到第二穩(wěn)定位置的移動能夠使端子A和C以及C和B相繼接通。按照所示的實施方式，將這些電端子焊接到印刷電路板101上，該電路板101作為封裝著裝置1的蓋子100的支撐體，該裝置1稱為轉接開關。
附圖10到20中所示的這些裝置具體來說供稱為雙穩(wěn)態(tài)繼電器的電子繼電器使用。
按照附圖21到26所示的本發(fā)明的另一種可選實施方式，一種電子設備包括開關裝置1和熱跳閘構件73以及機械復位構件80。
熱跳閘構件73能夠使端子A和B在開關裝置1電過載的情況下斷開。它們包括與操作銷76相連的雙金屬帶75。
如附圖21到25所示，雙金屬帶75能夠可以直接與開關裝置1的電端子之一B相連接。此外，如附圖26所示，雙金屬帶75可以不與電端子A和B電接觸。而是圍繞著雙金屬帶75的繞組81直接與電端子之一B相連接。
操作銷76是電絕緣體。所述銷的第一端永久性地與雙金屬帶75相連接。該操作銷76地縱軸最好與線圈58、59的縱軸Y相同。而且，將操作銷76安裝成可以滑動穿過底座之一，最好是底座23。
雙金屬帶75內(nèi)或繞組81內(nèi)流過過大電流會造成所述雙金屬帶溫度升高，并且因此會造成它的變形。雙金屬帶75的這一變形經(jīng)操作銷76的第一端傳遞給該操作銷，并且造成所述銷76沿著平行于線圈58、59的縱軸Y的方向平移。
這樣，取決于磁體7和操作銷76各自的位置，所述銷的第二端可能會與所述磁鐵相接觸。
機械復位構件80能夠使端子A和B在磁體處于底座22上時手動閉合。該機械復位構件80包括按鈕77，該按鈕能夠借助彈性構件78對第二操作銷79起作用。第二操作銷79的第一端永久性地與彈性構件78相連接。操作銷79地縱軸最好與線圈58、59的縱軸Y相同。而且，將操作銷79安裝成可以滑動穿過底座之一，最好是底座22。對按鈕77的動作經(jīng)操作銷79的第一端傳遞給該操作銷，并且造成所述銷79沿著平行于線圈58、59的縱軸Y的方向平移。
附圖21表示該裝置處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。于是端子A和B閉合，并且雙金屬帶75沒有經(jīng)受任何由于溫度升高造成的變形。
當該裝置遇到電過載的情況時，雙金屬帶75發(fā)生變形，如附圖22所示。雙金屬帶75的這一變形傾向于使操作銷76朝向磁鐵7移動。于是借助操作銷76對磁鐵7施加了不斷增大的松脫力FB。這個力FB傾向于反抗磁鐵對第一底座23的磁性吸引力FA。力FA直接取決于磁鐵7的固有特征。
在溫度升高的開始，當雙金屬帶75的變形還很小時，松脫力FB比磁性吸引力FA低得多。力FB隨著雙金屬帶75的逐漸變形而增大。超過了一定的變形之后，力FB的強度變得比力FA大得多，從而造成磁鐵7從第一底座22上陡然松脫。如附圖23所示，磁鐵7將會發(fā)生移動以致粘接到第二底座23上。于是開關裝置1斷開。
該裝置的復位可以借助兩種類型的構件來實現(xiàn)。或者使用如附圖24所示的電子開關構件58、59，或者使用如附圖25所示的機械復位構件80。
當壓下按鈕77時，經(jīng)受了變形的彈性構件78對第二操作銷79作用一個壓縮力FP。這個壓縮力FP于是直接對位于底座22上的磁鐵7發(fā)生作用，并且傾向于將其從底座22上松脫。對該彈性構件78的韌度進行調校，以致能夠在第一操作銷76施加在磁鐵7上的力FB最小時將磁鐵7從底座22上松脫下來。換句話說，如果雙金屬帶75沒有恢復到其原始形狀，從而仍然經(jīng)操作銷76對磁鐵7施加力FB，則機械復位構件80是不起作用的。
如果造成過載的電氣故障得到了清除，則雙金屬帶75將會冷卻，并且恢復到其原始形狀。松脫力FB傾向于零。
這種類型的設備包括兩種類型的復位。借助按鈕77進行的機械復位80和實質上由開關裝置1構成的電磁復位。
而且，開關裝置1還保持了其最初的遠程斷開和閉合控制功能。線圈58和59的電控制可以遠程進行，而機械復位構件80最好由鄰近該裝置的操作員來控制。
按照附圖27中所示的本發(fā)明的另一種可選實施方式，一種電子設備包括開關裝置1和熱跳閘構件。這種類型的設備具體地打算用作熱斷路器或恒溫開關。熱跳閘構件82能夠使端子A和B在所述設備所處的環(huán)境中的環(huán)境溫度升高的情況下斷開。熱跳閘構件82與操作銷76相連。在前面的例子中，由于溫度升高造成的熱跳閘構件82的變形造成操作銷76的運動，該操作銷76對開關裝置1的可移動部分(具體來說是磁鐵7)起作用。
附圖28和29表示致動裝置5的控制模塊45的可選實施方式。
按照附圖28中所示的第一實施方式，控制模塊45具體設計成用于控制按照附圖10到12的開關裝置。它包括電路88，該電路88由四個以公知的H形方式安裝的功率晶體管91組成。繞組56、57與所述晶體管相連接。這些晶體管91經(jīng)由控制電路87進行控制，該控制電路87由電源86供電并且從接收器模塊46接收控制命令。
按照附圖29所示的第二實施方式，控制模塊45具體設計成用于控制按照附圖16到18的開關裝置。它包括電路88，該電路88由兩個分別與線圈58和59連接的功率晶體管91組成。這些晶體管經(jīng)由控制電路87進行控制，該控制電路87由電源86供電并且從接收器模塊46接收控制命令。
按照本發(fā)明的不同實施方式的開關裝置可用于控制電流插座40。附圖2表示其中安放了按照本發(fā)明的實施方式的開關裝置1的電插座。所述開關裝置1分別設置在插孔套31與電源端子30之間，因此能夠使插座40的兩個電極同時或單獨地切斷。
設置在空間28內(nèi)并且在端子30之間接電的控制模塊45能夠實現(xiàn)受控開關裝置1的斷開和閉合。
值得注意的是，開關裝置的外部電控制命令可以通過與控制模塊45相連接的接收模塊46接收。這些外部命令也可以通過其它手段來傳送，比如載波電流。
權利要求
1.一種開關裝置(1)，包括接觸塊，該接觸塊具有與至少一個電端子相連接的固定部分，并且具有至少一個能夠與可移動部分的接觸區(qū)相接觸的電接觸區(qū)；致動部分(5)，能夠使可移動部分從所述電接觸區(qū)的閉合位置移動到斷開位置，其特征在于固定部分包括至少兩個底座，所述至少兩個底座由磁性或可磁化材料(22，23)制成并且相互電絕緣；設置在所述底座之間的致動裝置(5)由至少一個電磁線圈(55，58，59)構成的，所述至少一個電磁線圈能夠對底座(22，23)進行磁化；設置在致動裝置(5)內(nèi)部的可移動部分，包括至少一個磁鐵(7)，所述至少一個磁鐵(7)在分別相應于開關裝置(1)的不同的電狀態(tài)的兩種穩(wěn)定位置之間移動，該磁鐵(7)包括至少一個電接觸區(qū)，所述電接觸區(qū)與第一電端子(A，B，C)電連接并且能夠在兩種穩(wěn)定位置中的至少一個位置下與包括與第二電端子(A，B)相連接的電接觸區(qū)的底座(22，23)中的至少一個電接觸，可移動磁鐵(7)與兩個底座(22，23)之一實施磁性吸引。
2.按照權利要求1所述的開關裝置，其特征在于，致動裝置(5)包括電線圈(55)，該線圈具有設計成用于產(chǎn)生將底座(22，23)極化得具有相反磁極性的磁場(62，63)的繞組。
3.按照權利要求1所述的開關裝置，其特征在于，致動裝置包括具有兩個繞組段(56，57)的電線圈(55)，所述兩個繞組段(56，57)串聯(lián)連接并且纏繞方向相反，從而使得所述段分別產(chǎn)生反向的磁場(62，63)。
4.按照權利要求1所述的開關裝置，其特征在于，致動裝置(5)包括兩個同軸電線圈(58，59)，這兩個同軸電線圈以能夠產(chǎn)生反向磁場(62，63)的方式連接。
5.按照權利要求3或4所述的開關裝置，其特征在于，底座(22，23)具有相同的磁極性。
6.按照前述任何一項權利要求所述的開關裝置，其特征在于，在兩種穩(wěn)定位置中的一種位置下，磁鐵(7)包括與連接于第二電端子(B)的接觸區(qū)相接觸的電接觸區(qū)。
7.按照前述任何一項權利要求所述的開關裝置，其特征在于，在全部兩種穩(wěn)定位置下，磁鐵(7)包括與分別連接于第二電端子(A，B)的接觸區(qū)相接觸的電接觸區(qū)。
8.按照前述任何一項權利要求所述的開關裝置，其特征在于，磁鐵(7)分別在每個穩(wěn)定位置下與兩個底座(22，23)之一實施磁性吸引。
9.按照權利要求8所述的開關裝置，其特征在于，金屬底座(22，23)分別與兩個不同的連接端子(A，B)相連接。
10.按照權利要求9所述的開關裝置，其特征在于，磁鐵(7)通過彈性連接機構(8)與兩個金屬底座(22，23)之一電連接。
11.按照權利要求9所述的開關裝置，其特征在于，磁鐵(7)通過彈性連接機構(8)與第三電端子(C)電連接。
12.按照前述任何一項權利要求所述的開關裝置，其特征在于，可移動磁鐵沿著平行于線圈(55，58，59)的縱軸Y的方向并且在致動裝置(5)的線圈(55，58，59)內(nèi)部移動。
13.按照前述任何一項權利要求所述的開關裝置，其特征在于，金屬底座(22，23)具有凸出地定位在它們的內(nèi)表面(24，25)上的連接柱(13)，所述底座的這些連接柱(13)是彼此面對地設置的并且與線圈(55，58，59)的縱軸(Y)成一條直線。
14.按照前述任何一項權利要求所述的開關裝置，其特征在于，由可磁化材料(60)制成的側壁在兩個電絕緣底座(22，23)之間延伸。
15.一種繼電器，包括至少兩個電接觸端子(A，B，C)和至少兩個電控制輸入端(11，12，11a，12b)，其特征在于，包括按照前述任何一項權利要求的開關裝置(1)，所述裝置的線圈(55，58，59)與控制輸入端(11，12，11a，12b)相連接，并且所述裝置的底座(22，23)與接觸端子(A，B)相連接。
16.一種電氣設備，包括熱跳閘構件(73)和復位構件(80)，其特征在于，它包括與熱跳閘構件(73)和復位構件(80)相結合的按照權利要求1到14中任何一項的開關裝置(1)。
17.按照權利要求16所述的電氣設備，其特征在于，復位構件(80)包括按鈕(77)，該按鈕(77)經(jīng)操作構件(79)對開關裝置(1)的可移動部分起作用。
18.按照權利要求16所述的電氣設備，其特征在于，熱跳閘構件(73)包括雙金屬帶(75)，該雙金屬帶(75)經(jīng)操作構件(76)對可移動磁鐵(7)起作用。
19.按照權利要求16所述的電氣設備，其特征在于，熱跳閘構件(73)與電端子之一(B)電連接。
20.一種插座(40)，包括接線板(29)，在該接線板(29)上固定有至少兩個插孔套(31)，所述插孔套(31)與連接端子(A，B)相連接，其特征在于，它包括按照權利要求1到14中任何一項所述的開關裝置(1)，所述開關裝置(1)連接在至少一個插孔套(31)和連接端子(30)之間。
21.按照權利要求20所述的插座(40)，其特征在于，它包括控制模塊(45)，該控制模塊(45)與開關裝置(1)的致動裝置(5)的控制輸入端(11，12)相連接，該控制模塊(45)發(fā)送單獨一個排斥控制命令或兩個連續(xù)的排斥和吸引控制命令或兩個同時的吸引和排斥控制命令。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關裝置(1)，包括接觸塊，該接觸塊具有與至少一個電端子相連接的固定部分，并且具有至少一個能夠與可移動部分的接觸區(qū)相接觸的電接觸區(qū)；致動部分(5)，能夠使可移動部分從所述電接觸區(qū)的閉合位置移動到斷開位置。固定部分包括至少兩個底座(22，23)。致動裝置(5)是由設置在所述底座之間的至少一個電磁線圈(55，58，59)構成的?？梢苿硬糠职ù盆F(7)，該磁鐵(7)能夠在兩種穩(wěn)定位置之間移動。該磁鐵(7)包括電接觸區(qū)，該電接觸區(qū)與第一電端子(A，B，C)電連接并且能夠與連接于第二電端子(A，B，C)的接觸區(qū)電接觸。
文檔編號H01H1/58GK1677602SQ200510063940
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權日2004年4月1日
發(fā)明者皮埃爾·巴托克斯, 奧利格·加雷利 申請人:施耐德電器工業(yè)公司