具有真空管的开关设备的制作方法

本发明涉及一种开关设备，具有真空管和用于断开和闭合所述开关设备的触点的可调节的驱动装置。

用于开关电流的开关设备可以包含真空管。例如文献de3216251a1公开了用于开关电流的真空管。该真空管包含动触点和静触点，这些触点可以彼此分离以便关断电流，并且这些触点可以相接触以便接通电流。

这种具有真空管的开关设备的开关特性、如同其在功率开关或接触器中被使用的那样、通常适应于运行地点的特性。因此，例如在具有真空管的开关设备中，开关作用力与气压并且由此与海拔高度有关。另一方面与设置方向有关，其中，重力可以朝接通方向或反向于接通方向作用。由此使电路接通加快或减缓。不同的开关作用力导致与额定值有偏差的开关速度和时间。理想地，这些不同必须完全被修正。

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有真空管的开关设备，所述开关设备能够在开关设备的断开和闭合的特性方面自动地与运行地点相适应。

所述技术问题按照本发明通过按照权利要求1所述的具有真空管和可调节的驱动装置的开关设备解决。按照本发明的开关设备的有利的设计方案在从属权利要求中阐述。

按照本发明的根据权利要求1的开关设备具有真空管和用于断开和闭合开关设备的触点的可调节的驱动装置，所述开关设备包括传感器，用于探测开关设备的运行地点的物理特性，并且其中，利用探测到的物理特性使用于断开和闭合触点的可调节的驱动装置与运行地点相适应。

有利的是，这种开关设备可以在具有剧烈波动的物理特性的运行地点中使用。

在设计方案中，所述传感器可以是用于测量气压的传感器或者是用于测量开关设备的位置的传感器。

在此有利的是，这种开关设备例如可以在具有剧烈波动的压力条件的运行地点中使用。这可以例如是矿井中的电梯，在矿井中，由于高度变化使得压力条件剧烈波动。同样有利的是，如同例如在起重机上的情形那样，在运行时转动的开关设备中，开关设备同样可以与运行位置相适应。

在进一步的设计方案中，通过用于断开和闭合的可调节的驱动装置，使得作用在所述触点上的力适应于运行地点。

在进一步的设计方案中，用于断开和闭合的可调节的驱动装置包括线圈，所述线圈用于电磁式地调节用于断开和闭合的可调节的驱动装置的开关作用力。在此，可以通过控制线圈电流调节用于断开和闭合的可调节的驱动装置的作用力。

在备选的设计方案中，用于断开和闭合的可调节的驱动装置包括至少一个弹簧，所述弹簧的可变弹簧力用于调节通过用于断开和闭合的可调节的驱动装置施加在所述触点上的作用力。在此，可以通过改变弹簧行程的长度调节用于断开和闭合触点的驱动装置的作用力。

在进一步的设计方案中，在所述开关设备运行时，动态地调节用于断开和闭合触点的驱动装置的作用力。在所述开关设备运行时，接触力可以动态地与运行地点相适应。

在下文中结合附图通过实施例的说明进一步清楚、明确和可理解地阐释本发明的前述的特性、特征和优点以及实现本发明的方式和方法。

在附图中：

图1示出具有闭合触点的真空管的开关设备；

图2示出具有断开触点的真空管的开关设备；

图3示出具有真空管和传感器的开关设备；和

图4a/图4b示出具有真空管和可调节的驱动装置的开关设备。

图1中示出开关设备100，其具有真空管160和用于断开和闭合开关设备100的触点110；120的可调节的驱动装置150。真空管160包括安装在销杆115上的静触点110和可销杆125上移动的动触点120。根据图1，触点110；120处于闭合位置，使得电流可以流动。

开关设备100包括用于打开和闭合触点110；120的驱动装置150。该驱动装置150可以根据图1所示沿箭头方向向右移动动触点120，以便断开触点110；120。

这在图2中详细地示出，其中，静触点110与动触点120分离。可调节的驱动装置150已经将触点110；120断开。

在图4a和图4b中详细地示出开关设备100。除了触点110；120以外，真空管160还包括用于密封可移动的触点120的波纹管130。开关设备110通常如此被调节，使得波纹管130的作用在销杆125上的力与由于真空管160中的真空与运行地点之间的压力差所导致的外部力方向相反且大小相等。

图4a和图4b附加地示出了外部电气触点101；102，待接通负载的电路连接在外部电气触点101；102上。

用于断开和闭合触点110；120的可调节的驱动装置150包括电枢501，电枢501可绕轴线500可转动地安置。根据图4a和图4b所示，触点110；120断开，由此彼此分离。通过电枢501根据图4a所示朝逆时针方向的运动，动触点120朝向静触点110移动，并且因此开关设备100的电路被闭合。

此外，可调节的驱动装置150还包括弹簧510，其确保触点110；120在闭合状态下以定义的力彼此挤压。附加地，驱动装置150包括带线圈530的电磁铁，该电磁铁作用在电枢501上的对应件531上，并且通过施加线圈电流使电枢朝逆时针方向旋转。通过该旋转，开关设备100的电气触点被闭合。此外，所述驱动装置还包括开口弹簧520，当带线圈530的电磁铁被关断时，该开口弹簧520断开触点。

根据开关设备100的位置不同在电枢上作用有不同的力，并且必须由电枢施加不同的力，以便闭合开关设备100。这例如在图4b中示出，图4b示出由图4a的电气开关100旋转90°得到的示图。在这样的构造中，由于重力g，在电枢上作用有另外的力，从而在此需要对驱动装置150进行不同的调整补偿。同样地，气压的变化对作用力产生影响，动触点120必须利用该力挤压静触点110，以便例如在电流通过期间保持接触。

在图3中示出了开关设备100附加地包括传感器210；220，用于探测开关设备100的运行地点的物理特性。探测到的特性使得用于断开和闭合触点110；120的可调节的驱动装置150适应于运行地点。

传感器210例如可以是用于测量气压的传感器；传感器220例如可以是用于测量开关设备100的位置的传感器。传感器210经由线路211与用于断开和闭合触点110；120的驱动装置150相连。为了使可调节的驱动装置150适应于运行地点，可调节的驱动装置150可以包括微控制器，该微控制器评估传感器的信号并且进行必要的调节。备选地，所述控制也可以独立于驱动装置150进行。

同样地，传感器220经由线路221与用于断开和闭合触点110；120的可调节的驱动装置150相连。通过调节作用在触点110；120上的开关作用力，使得用于断开和闭合的可调节的节驱动装置150适应于运行地点。对此，如果开关设备如图4a和图4b所示包含线圈530，则可以通过线圈电流的改变在触点110；120上施加作用力。为此，评估传感器210；220的对应于物理特性的电气信号，并且相应地匹配线圈电流。

同样可以调节弹簧510；520的弹簧力。这可以例如借助机电式驱动装置进行,该机电式驱动装置调节弹簧510；520的弹簧行程的长度。

对用于断开和闭合触点110；120的驱动装置150的力的调节以及对压力弹簧510和开口弹簧520的力的调节可以是动态的。这意味着，在运行期间作用力被动态调节。例如由此可以确保，例如当压力变化时、例如在矿井电梯中的情况，作用在触点110；120上的力始终被动态调节并且由此保持恒定。

通过检测环境条件、例如通过用于测量气压的传感器或用于测量开关设备100的位置的传感器，电子控制器件可以调节当前环境状况下的开关特性。通过相对于标准值增大线圈电流或改变弹簧510；520的弹簧常数，使得环境条件的变化可以反作用于开关设备100，从而开关设备100始终具有恒定的触发值。由此，对开关过程产生消极作用的环境条件能够完全被补偿。同样地，起积极作用的环境条件可以例如通过降低线圈电流被补偿。

通过动态调节能够实现新的应用，开关设备100的固定调节不适用于这些新的应用。例如，在那些开关设备100遭受剧烈波动的压力条件或具有变化的参考位置的应用中。