專利名稱：電磁操作的電開關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁操作的開關(guān)設(shè)備，例如接觸器和繼電器。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣的開關(guān)設(shè)備，它有一個(gè)用于可動觸頭的驅(qū)動裝置，其在觸頭與電磁銜鐵之間提供差速移動。
電磁操作的開關(guān)接觸器典型地包括一個(gè)模制絕緣殼，模制絕緣殼又包括一個(gè)模制底座和一個(gè)用作該底座的蓋的可拆式模制觸頭殼。在底座中固定地安置一個(gè)包括磁芯和電線圈的電磁鐵，在觸頭殼中則安裝成對隔開的靜止觸頭。一個(gè)其上附裝磁銜鐵的可動觸頭托架引導(dǎo)為在觸頭殼內(nèi)往復(fù)移動，該托架有多個(gè)可動觸頭，它們移為與隔開的成對靜止觸頭成為橋接嚙合和脫開。安置彈簧以使可動觸頭托架和銜鐵組件與靜止磁芯偏移開，以此使可動觸頭與靜止觸頭脫開嚙合。激勵(lì)電線圈則在靜止磁芯和可動銜鐵內(nèi)部及周圍建立磁場，使銜鐵吸向磁芯，這樣又使托架和可動觸頭移為與靜止觸頭嚙合。
為了適應(yīng)各種各樣的負(fù)載，接觸器以不同的電氣容量和物理尺寸制造。附屬設(shè)備例如輔助開關(guān)、添加觸頭塊、磁閂、定時(shí)器以及其它類似設(shè)備典型地制成可附裝到接觸器殼上，并且通過殼中開口可操作地連接到可動觸頭托架和銜鐵組件上。電接觸器制造廠力求在附屬裝置和可動觸頭托架/銜鐵移動方面實(shí)現(xiàn)通用性，以使單個(gè)附屬裝置可以一般地為不同容量和尺寸的電磁接觸器所利用。
電磁接觸器可以制成或?qū)C或?qū)C操作。與可比AC接觸器比較，DC操作的接觸器典型地要求具有較多匝數(shù)的物理上較大的線圈。通常DC線圈包括兩個(gè)分開纏繞的線圈，一個(gè)為吸引線圈而另一個(gè)為吸持線圈。在操作中，吸引線圈和吸持線圈在初始激勵(lì)接觸器時(shí)同時(shí)操作，以使銜鐵移向與磁芯成為封接的位置，在此可以使吸引線圈去激，而使較小的生熱少的吸持線圈保持激勵(lì)，以使接觸器保持為操作狀態(tài)。對可比尺寸接觸器來說這種線圈結(jié)構(gòu)典型地比AC線圈物理上大。當(dāng)要求較大線圈時(shí)，接觸器的其它部件和尺寸受到影響，這樣還可能影響輔助裝置的附裝和/或操作。
對較大線圈的需求可以通過減小銜鐵與電磁鐵磁芯之間間隙，由此增加磁通量來得到補(bǔ)償。然而，操作接觸器觸頭和輔助裝置的觸頭托架直接連接在銜鐵上。因此，減小銜鐵移動結(jié)果造成對應(yīng)地減小觸頭托架移動。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供電磁開關(guān)設(shè)備，例如電磁接觸器或繼電器，該設(shè)備有一個(gè)用于接觸器的可動觸頭托架的驅(qū)動裝置，其在觸頭托架與銜鐵之間提供差速移動。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供電磁開關(guān)設(shè)備，例如電磁接觸器或繼電器，該設(shè)備有一個(gè)用于可動觸頭托架的驅(qū)動裝置，其為觸頭托架提供均勻的預(yù)定行程并對銜鐵行程允許有預(yù)定變化。
本發(fā)明提供一種電磁操作的電開關(guān)設(shè)備，其包括一個(gè)絕緣殼，在該殼的底座中安置一個(gè)靜止磁芯和一個(gè)電線圈，而在該殼的上蓋部件中安裝多個(gè)靜止觸頭；一個(gè)觸頭托架，引導(dǎo)為在殼中往復(fù)移動，并托帶可動觸頭以便橋接靜止觸頭；一個(gè)可動磁銜鐵；以及一個(gè)放大驅(qū)動機(jī)構(gòu)，與觸頭托架和銜鐵連接，以使觸頭托架相對銜鐵的較小移動量作較大移動。本發(fā)明及其特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)在連同附圖閱讀下列說明書和權(quán)利要求書時(shí)將變得更加容易明白。


圖1是實(shí)施本發(fā)明的電磁操作接觸器的三維視圖；圖2是圖1接觸器沿圖5直線2-2所取的部分剖視圖；圖3是圖1接觸器沿圖5直線3-3所取的剖視圖；圖4是本發(fā)明的可動觸頭托架組件、銜鐵及放大機(jī)構(gòu)的分解側(cè)視圖；圖5是沿圖3直線5-5所取的剖視圖，表示連接到接觸器殼的放大驅(qū)動機(jī)構(gòu)的一個(gè)連桿；圖6是本發(fā)明的可動觸頭托架組件、銜鐵及放大驅(qū)動機(jī)構(gòu)從下側(cè)所見并旋轉(zhuǎn)到幾乎水平位置的三維視圖；以及圖7是本發(fā)明銜鐵和放大驅(qū)動機(jī)構(gòu)的分解三維視圖。
參考附圖并特別參考圖1，以三維視圖示出了一個(gè)電磁操作的接觸器2。接觸器2有一個(gè)包括模制底座4和模制觸頭殼6的模制絕緣殼，模制觸頭殼6由一對夾件5(只示出一個(gè))可拆下地附裝在底座上，夾件5鉤入底座中的開口4a內(nèi)，并夾在觸頭殼6的表面6a(只示出一個(gè))上。底座4有一個(gè)向上開口的中心腔4b，它被觸頭殼6所覆蓋。在中心腔4b的底部安置一個(gè)E形磁芯8，使其支臂向上伸展。在磁芯8中的一個(gè)開口中安放一個(gè)保持彈簧7(圖3)，以向外伸向磁芯的對側(cè)。在彈簧7的對端上面安置橡皮套管9(圖3)。在中心腔4b內(nèi)磁芯8上面安置一個(gè)電線圈10。線圈10包括一個(gè)模制塑料繞線管10a，其在磁芯8的各個(gè)支臂之間覆蓋在磁芯8上。塑料繞線管10a底部上的墊10b(圖3)壓在橡皮套管9上，以把橡皮套管9壓靠在底座4上，由此在最終組件中使磁芯8保持在底座4中。在繞線管10a上纏繞一個(gè)多匝線圈10c。該線圈電線的末端連接到接線端10d(圖1和圖3)，接線端模制在繞線管10a中，并且安置在底座4的空穴4c中。
在線圈10上面安置一個(gè)E形磁銜鐵12，使其支臂向下伸展，與磁芯8的對應(yīng)支臂成一直線。銜鐵12的中間支臂伸入繞線管10a的中心孔，而其外側(cè)支臂覆蓋在繞制線圈10c和繞線管10a上。銜鐵12的支臂的遠(yuǎn)端與磁芯8的支臂的對應(yīng)端由安置在繞線管10a與銜鐵12之間的一個(gè)彈簧，例如螺旋壓縮彈簧14所隔開。繞線管10a的上表面上的直立突起10e從側(cè)面把彈簧14安置在線圈上，而彈簧的對端在外側(cè)支臂的底面壓靠在銜鐵的水平支臂上。雖然磁芯8和銜鐵12選擇為配合E形部件，但是也可以使用其它電磁鐵結(jié)構(gòu)。還要考慮到的是可以使用其它彈簧例如片簧來使銜鐵偏離磁芯。觸頭殼6有多個(gè)相反指向的橫擋板6b，它們限定接觸器2的開關(guān)電極。對置的成對靜止觸頭16保持在擋板6b內(nèi)的槽中以伸入殼6。觸頭16由末端螺釘18穿過連接在它們外端的套絲孔中，以把導(dǎo)電線(未示出)附接在觸頭上。在觸頭16的內(nèi)端固定高導(dǎo)電率觸點(diǎn)16a。
一個(gè)可動絕緣觸頭托架20引導(dǎo)為在觸頭殼6的空中心區(qū)域內(nèi)垂直往復(fù)移動?？蓜佑|頭托架20有多個(gè)開口20a伸過其中，這樣開口的數(shù)目與擋板6b所限定的開關(guān)電極對應(yīng)并和開關(guān)電極成一直線。橋接觸頭條22安置在開口20a中，引導(dǎo)為作有限制的垂直移動。橋接觸頭條22的相對端伸到托架20的相對側(cè)之外，并且其上固定有與靜止觸頭16的相應(yīng)觸點(diǎn)16a成一直線的高導(dǎo)電率觸點(diǎn)22a。安置在各開口20a中的螺旋壓縮彈簧24壓在相應(yīng)橋接觸頭條22上，以使觸頭條對開口的底部偏移，并使接觸器在如下將作敘述的操作位置時(shí)為觸點(diǎn)16a-22a提供接觸壓力。可動觸頭托架20有一個(gè)伸入觸頭殼6頂部開口6c(圖1)的中心直立突起20b。突起20b的遠(yuǎn)端有一個(gè)燕尾凹槽20c，以周知方式接納和偶聯(lián)輔助或添加開關(guān)塊。
典型的接觸器構(gòu)造為銜鐵12和可動觸頭托架20提供剛性互連。激勵(lì)電線圈10則在磁芯8和銜鐵12中產(chǎn)生磁場，該磁場使銜鐵12逆著彈簧14的偏壓吸向磁芯。銜鐵12的這個(gè)移動使可動觸頭托架20向下驅(qū)動，引起橋接觸點(diǎn)22a與靜止觸點(diǎn)16a嚙合，使彈簧24稍微壓縮。在線圈去激時(shí)彈簧14使銜鐵、觸頭托架和可動觸頭驅(qū)動回到它們的原始位置。托架和可動觸頭的移動距離選擇為必需的大小，以在殼內(nèi)提供有效的消弧和耐壓能力。如安置在底座4中側(cè)口4d(圖1，只能看到一個(gè))內(nèi)觸頭托架20的側(cè)面致動墊20d那樣，突起20b的遠(yuǎn)端也相對觸頭殼6的頂部向下移動。這樣觸頭托架20和其輔助裝置致動器20c及20d的移動量與銜鐵12的移動量一樣，達(dá)到靠在靜止磁芯8的封接位置。接觸器制造廠提供附裝到接觸器殼的這樣輔助裝置，并且它們由各種致動器20c和20d在其移動時(shí)來操作，預(yù)定移動量由銜鐵和磁芯設(shè)定。
如果銜鐵至磁芯的移動距離由于任何原因而改變，則將影響觸頭的斷路操作和所有輔助裝置的操作。例如，一個(gè)可比尺寸的DC接觸器磁鐵比一個(gè)AC磁鐵產(chǎn)生較小的磁力。這可以通過增加線圈尺寸或提供具有吸引繞組和吸持繞組的雙繞組線圈來解決。這樣改變對銜鐵移動距離有尺寸影響。另一種增加磁力的方法是增加磁鐵的磁極表面積或減小銜鐵與磁芯之間的間隙。減小間隙利用了每增加減小量則使磁力獲得指數(shù)增加的優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)提供較小的銜鐵移動。
本發(fā)明在銜鐵12與可動觸頭托架20之間提供相對移動。這是通過一個(gè)把銜鐵與觸頭托架相連接的放大驅(qū)動機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。該放大驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括一對細(xì)長連桿30，樞軸轉(zhuǎn)動地安裝在接觸器2的絕緣殼中，連桿與銜鐵和觸頭托架在沿連桿離連桿樞軸不同距離處相連接。這樣，連桿使觸頭托架20比銜鐵12作較大移動。
如附圖所見，連桿30優(yōu)選地為細(xì)長扁平部件，然而連桿的各種改變認(rèn)為在本發(fā)明范圍之內(nèi)。各連桿30在一端有一個(gè)孔30a，在對端有一個(gè)開口槽30b，而在兩端之間并位于靠近孔30a處有一個(gè)第二孔30c。連桿30安置在銜鐵12的相對側(cè)，并且相對之間顛倒兩端位置來取向。銜鐵12在共支臂的相對側(cè)偏離中心形成盲孔12a。使銷32壓入孔12a以便它們長度的主要部分從銜鐵12的相應(yīng)側(cè)伸出。使孔30c與銷32直線對準(zhǔn)并使連桿在銷上滑動，以把連桿30裝配到銷32上，從而連桿可以繞銷自由旋轉(zhuǎn)。
如圖6具體所示，銜鐵12和連桿30附裝在觸頭托架20的下側(cè)。觸頭托架20的端部包括懸壁20e，其上形成致動器墊20d。在各個(gè)壁的相對前緣和后緣，一個(gè)懸指20f與各相應(yīng)端壁20e的內(nèi)表面在內(nèi)部平行隔開。通過各端壁20e設(shè)置一個(gè)孔20g(圖4)，并使該孔部分伸入各個(gè)懸指20f，以把銷34安放其中，這樣銷34跨過各個(gè)端壁20e與懸指20f之間的間隔。通過把連桿30的開口槽30b插在端壁20e與懸指20f之間間隔中的銷34上，并把銜鐵12推向觸頭托架20的下側(cè)，以使連桿30旋轉(zhuǎn)到幾乎水平位置，從而使槽30b完全圍繞銷34，以把銜鐵12和可旋轉(zhuǎn)附裝的連桿30附裝到觸頭托架20上。
然后把銜鐵12、觸頭托架20及連桿30裝配到觸頭殼6上。參考圖5，可見觸頭殼6和底座4沿它們的接合處有交疊結(jié)構(gòu)，其中直立壁例如底座4的4e交疊在懸掛部分例如觸頭殼6的6d上。在觸頭殼6的懸掛位置6d中設(shè)置槽6e以安放連桿30。從觸頭殼6的外表面穿過懸掛部分6d設(shè)置孔6f。包含孔30a的連桿30的末端安置在槽6e中，以便孔6f和30a直線對準(zhǔn)，并且使銷36壓入孔6f，以便為連桿30形成樞軸，并使銜鐵12、觸頭托架20及連桿30保持裝配到觸頭殼6上。
應(yīng)用裝配到底座4的觸頭殼6和連接到線圈接線端10d的電源，接觸器2容易閉合和斷開包括接觸器相應(yīng)電極的靜止觸頭16的電路。當(dāng)被激勵(lì)時(shí)，線圈10在鐵芯8和銜鐵12中建立磁場，使銜鐵吸向磁芯。銜鐵12的這個(gè)移動使連桿30通過連接銷32繞相應(yīng)樞軸銷36向下旋轉(zhuǎn)。連桿30的移動向下帶動銷34，并且因此向下帶動觸頭托架20，使可動觸點(diǎn)22a閉合在靜止觸點(diǎn)16a上，以接通對置靜止觸頭16之間的電路。如附圖可見，銷32比連桿30開槽端內(nèi)的銷34更接近銷36。因此，觸頭托架20的向下移動被銜鐵12的向下沖程所放大，則銜鐵12可以本來就與磁芯8隔開較小距離，以減小它們之間的間隙并增加磁力。觸頭托架20相對銜鐵12移動的放大移動量可以通過把銷32處銜鐵的樞軸連接移到更接近或更遠(yuǎn)離銷36處的固定樞軸而得到改變。還看到因?yàn)殂曡F移動較短距離，沒有達(dá)到較長沖程的最終速度，所以觸頭跳動由放大聯(lián)動裝置得到減小。這樣，使閉合速度如觸頭跳動一樣觸頭得到減小。
從以上敘述將會理解，本發(fā)明提供一種電磁接觸器，其中使銜鐵和觸頭托架可以相對之間移動，并且在接觸器的操作中，這些部件中一個(gè)部件所移動的距離可以大于或小于這些部件中另一個(gè)部件所移動的距離。本發(fā)明在移動觸頭托架以操作輔助開關(guān)裝置方面具有特別優(yōu)點(diǎn)。雖然公開了單個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該容易明白，在不違反附加權(quán)利要求的范圍下本發(fā)明容許有各種變更。
權(quán)利要求
1.一種電磁操作的電開關(guān)設(shè)備(2)，包括一個(gè)絕緣殼(4，6)；一個(gè)電磁鐵(8，10)，安裝在所述殼(4)中；多個(gè)靜止觸頭(16)，按隔開關(guān)系安裝在所述殼(6)中；一個(gè)可動觸頭托架(20)，引導(dǎo)為在所述殼(6)中往復(fù)移動；多個(gè)可動觸頭(22)，安裝在所述觸頭托架(20)上，用于移動以與所述靜止觸頭(16)橋接嚙合和脫開；一個(gè)磁銜鐵(12)，在激勵(lì)所述電磁鐵時(shí)可向所述電磁鐵(8，10)移動；以及一個(gè)放大驅(qū)動機(jī)構(gòu)，把所述觸頭托架(20)和所述銜鐵(12)連接，所述放大驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括一對連桿(30)，各自安置在所述銜鐵(12)的對側(cè)，所述連桿(30)在其一端對所述殼(6)且在其對端(30b，34)對所述觸頭托架(20)各有樞軸連接(30a，36)，并且在所述一端與所述對端中間對所述銜鐵(12)具有樞軸連接(30c，32)，在所述銜鐵(12)移向所述電磁鐵(8，10)時(shí)，所述放大驅(qū)動機(jī)構(gòu)引起所述觸頭托架(20)比所述銜鐵(12)作較大移動。
2.權(quán)利要求1所限定的電磁操作的電開關(guān)設(shè)備(2)，其中對各所述連桿(30)，所述樞軸連接(30a，36；30b，34)中至少有一個(gè)連接允許以直角相對所述銜鐵(12)和所述觸頭托架(20)的移動平移所述一個(gè)連接。
3.權(quán)利要求2所限定的電磁操作的電開關(guān)設(shè)備(2)，其中所述連桿(30)在所述對端各包括一個(gè)細(xì)長開口(30b)，并且所述觸頭托架(20)包括一個(gè)銷(34)，安放在所述細(xì)長開口(30b)中。
4.權(quán)利要求1所限定的電磁操作的電開關(guān)設(shè)備(2)，其中所述連桿(30)相對之間相反取向，各所述連桿(30)的所述各自一端(30a)安置在所述銜鐵(12)的對端。
5.權(quán)利要求1所限定的電磁操作的電開關(guān)設(shè)備(2)，其中對所述銜鐵(12)的所述樞軸連接(30c，32)按所述樞軸連接(30a)到所述殼(6)的預(yù)定距離安置在所述連桿(30)上，以提供所述觸頭托架(20)的預(yù)定移動。
6.權(quán)利要求1所限定的電磁操作的電開關(guān)設(shè)備(2)，其中所述殼(6)和所述觸頭托架(20)在所述樞軸連接(30a，36；30b，34)處包括槽(6e；20e-20f)，以安放所述連桿(30)，所述槽使所述連桿與所述銜鐵(12)的所述側(cè)面保持隔開一個(gè)預(yù)定距離，并且使所述銜鐵相對所述電磁鐵(8，10)保持直線對準(zhǔn)。
7.一種電磁接觸器(2)，其中具有多個(gè)隔開的靜止觸頭(16)；一個(gè)可動觸頭托架(20)；多個(gè)可動觸頭(22)，由所述觸頭托架(20)所托載，并且其移動使與所述靜止觸頭(16)橋接嚙合和脫開；一個(gè)電磁鐵，包括一個(gè)固定磁芯(8)，一個(gè)線圈(10)，以及一個(gè)其移動使與所述磁芯(8)嚙合和脫開的銜鐵(12)；改進(jìn)部分，包括一個(gè)放大驅(qū)動系統(tǒng)，把所述可動觸頭托架(20)與所述銜鐵(12)連接，所述驅(qū)動系統(tǒng)由所述銜鐵(12)驅(qū)動，以相對所述銜鐵(12)的移動放大移動所述托架(20)的移動。
8.權(quán)利要求7所限定的電磁接觸器(2)，其中所述放大驅(qū)動系統(tǒng)包括一個(gè)固定的樞軸固定件(36)；一個(gè)細(xì)長部件(30)，使所述部件一端(30a)樞軸旋轉(zhuǎn)地安裝在所述固定件(36)上，并且使其對端(30b，34)樞軸旋轉(zhuǎn)地安裝在所述可動觸頭托架(20)上；以及偶聯(lián)裝置(30c，32)，在所述固定的樞軸固定件(36)與所述部件(30)中點(diǎn)之間把所述銜鐵(12)偶聯(lián)到所述部件(30)上。
9.權(quán)利要求8所限定的電磁接觸器(2)，其中所述細(xì)長部件(30)對所述可動觸頭托架(20)的所述樞軸旋轉(zhuǎn)連接的對端(30b，34)包括一個(gè)平移樞軸連接。
10.權(quán)利要求7所限定的電磁接觸器(2)，其中所述放大驅(qū)動系統(tǒng)包括一對固定的樞軸固定件(36)；一對細(xì)長條(30)，沿所述銜鐵(12)的對側(cè)安置，所述條在其各自第一端(30a)樞軸旋轉(zhuǎn)地安裝在相應(yīng)的所述固定的樞軸固定件(36)上，所述條與所述可動觸頭托架(20)在所述條的各自第二端有平移樞軸連接(30b，34)；以及偶聯(lián)裝置(30c，32)，在所述第一端(30a)與相應(yīng)所述條中點(diǎn)之間所述條上的位置處把所述銜鐵(12)偶聯(lián)到所述條(30)上。
11.權(quán)利要求10所限定的電磁接觸器(2)，其中所述固定的樞軸固定件(36)分別安置在所述銜鐵(12)的對端，并且所述條(30)以相反方向樞軸旋轉(zhuǎn)地安裝在所述固定件(36)上。
12.權(quán)利要求11所限定的電磁接觸器(2)，其中在所述可動觸頭托架(20)的相應(yīng)對端形成所述平移樞軸連接(30b，34)。
全文摘要
一對樞軸連桿(30)安置在一個(gè)可動銜鐵(12)的對端,并且相對之間相反取向,這對樞軸連桿(30)在它們對端對一個(gè)可動觸頭托架(20),且在它們末端中間(30c,32)對銜鐵(12)具有樞軸連接(30b,34),從而在移動觸頭托架(20)時(shí)使銜鐵(12)的移動被放大,以允許減小銜鐵(12)與電磁鐵芯(8)之間的空氣間隙,而不帶來觸頭托架(20)移動的對應(yīng)減小。
文檔編號H01H51/00GK1183627SQ9712278
公開日1998年6月3日 申請日期1997年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月25日
發(fā)明者庫爾特·馮·?？藙谒? 戴維·斯圖爾特·亨特 申請人:尹頓公司