专利名称：磁铁系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于功率保护开关的磁铁系统，及涉及用于制造这种磁铁系统的方法。
在电技术中功率保护开关用于保护电路过载、例如由短路或类似情况引起的过载，并用于自动切断线路，即当这样的过载发生时，它便跳闸。
对于一些可能的过载情况使用了磁铁系统来使功率保护开关跳闸。该磁铁系统具有一个可移动的衔铁，该衔铁在静止位置时部分地伸到被在待监测导线中流动的电流所流过的线圈内。当该线圈中的电流大于一个预定跳闸电流时，衔铁将被该线圈形成的磁场驱使移动并通过一个推杆使功率保护开关跳闸。
因为线圈持续地被待监测的电流流过，跳闸机构、即衔铁及推杆必需由一个弹簧保持在一个确定的静止位置上，以便保证功率保护开关的精确响应及避免故障跳闸。
因此，磁铁系统必需包括多个不同的机械部件，以保证工作的可靠性。该多个机械部件的组装是费时的并由此成本高。
功率保护开关将以大批量进行生产，因为在此期间几乎在家庭，工厂等处的所有电流回路必需通过这种开关来保护。
因此，本发明的任务在于，创立一种用于功率保护开关的磁铁系统，它能容易且价格合理地被制造，以及给出制造这种磁铁系统的方法。
对于磁铁系统，该任务将用权利要求1的特征来解决，而对于其方法，该任务将用具有权利要求8特征的方法来解决。
根据本发明的解决方案，磁铁系统的组成部分包括一个套管，一个衔铁，一个推杆，一个弹簧，一个嵌件及一个支架。这些部件的结构是这样的，即套管可接受各部件衔铁，推杆，弹簧及嵌件，以便与这些部件一起插到保持组件的支架上。
在本发明的一个有利的构型中，对嵌件附加地设置一个固定芯件，它被推杆穿过并布置在衔铁及嵌件之间，以便增大线圈的磁场及改变磁铁系统的响应特性。
此外，嵌件可这样地构型，即它被压在一个套管中，以便将一个预组装的组件保持在一起，该组件由套管与衔铁，推杆，弹簧及必要时，固定芯件组成。
另外固定芯件可以承担嵌件的功能，如果固定芯件构成弹簧的一个支面的话，这样，弹簧被预张紧在推杆和固定芯件之间。
嵌件可这样构型，即在支架或套管上的保持点和在嵌件上构成的弹簧支面之间的轴向长度与磁铁系统的跳闸特性相应地适配，并用于与弹簧的预压力适配。在此情况下，可以总是使用相同的弹簧，而还能得到不同的磁铁系统。嵌件长度的适配可通过合适地定尺寸或选择具有理想长度的嵌件来实现。因此嵌件也可这样构成，即在它的每个端面上设有一个用于弹簧的支面，其中每个支面到嵌件的保持点(套管上或支架上)具有各不相同的距离。这种嵌件可通过安装位置的选择来使用，以便进行上述长度适配及由此进行弹簧预压力的适配。
借助本发明的方法能以简单的方式由价格合理的单个部件组装磁铁系统。
通常由塑料制造的套管在其一端具有用于由一种可磁化材料作的衔铁的止挡面，以使得在第一组装步骤中衔铁能被简单插到套管内并在那里被该止挡面保持。然后将通常也是由塑料制造的推杆插入套管并与衔铁接触。在此情况下推杆仅与衔铁的一个端面接触，而未与其固定连接。这时弹簧通过推杆移动，以使得弹簧在衔铁侧接触到推杆的支面上。通过由推杆引导地插入亦由塑料作成的嵌件，使弹簧达到与嵌件的一个支面相接触。当这时嵌件被移到其最终位置时，弹簧被预压并将推杆压至其静止位置。该嵌件可被固定在套管或支架上，其中后种固定可通过将带有上述部件的套管插入支架来实现。在装好的磁铁系统中，推杆被预压在其静止位置上，及通过推杆与衔铁的接触，推杆也将衔铁压到构成在套管上的止挡面处它的静止位置上。
借助根据本发明的方法能使由衔铁，推杆，弹簧及嵌件组成的分系统通过简单地将这些部件装入套管内来组装，而不需要复杂的中间步骤。此外，在中间设置弹簧的情况下衔铁及推杆之间不需要任何连接，由此可使用简单的塑料部件。当嵌件及套管由支架保持时，甚至各个部件可以用具有相对大的公差的来制造，因为使各部件组装起来不需要任何压配合。因为另外总是需要的线圈将围绕并保持套管，其中线圈被固定的安装在支架上，由此整个磁铁系统可由具有大公差的低价格另件以少量的连接点组装成一个组件。
本发明的其它有利构型可从以下对优选实施例的说明及从另外的从属权利要求中得到。
下面将借助优选实施例及参照附图来详细说明本发明。附图为
图1根据本发明的磁铁系统的第一实施例的一个放大的部分截面图；图2根据本发明的磁铁系统的第二实施例的一个放大的部分截面图；图3支架的一个透视图；图4根据本发明的磁铁系统的一个透视图；及图5用于解释根据本发明的方法的一个分解截面图。
首先参照图4，其中表示一个磁铁系统的总体透视图。在图4中，表示出一个支架1，在该支架中插有一个套管2。套管2被一个线圈3包围，后者用一个线圈端部32与支架1相连接。线圈的另一端部33与一个螺丝线夹31相连接。在图4中，用标记7表示衔铁，它通过一个弹簧(未示出)的力被保持在其静止位置中，在该位置上衔铁7稍微伸出套管2的端部。该支架构成一个电磁铁的磁轭，该电磁铁由线圈3及衔铁构成。当该线圈3中流过的电流超过一定的电流值时，在静止位置上对线圈3的磁场偏心地设置的衔铁7在图4中向下方偏移。由此，使一个跳闸机构(未示出)跳闸。
图1表示根据磁铁系统的第一实施例。这里可清楚地看到，一个支架1及一个保持在支架的两臂之间的套管2。套管2被一个线圈3包围，线圈的一端与支架1相连接，它的另一端与螺丝线夹31相连接。在套管2的内部设有一个衔铁7，一个推杆4，一个弹簧5及一个嵌件6。衔铁7由一种可磁化材料(铁等)作成，并在其静止位置时，如图1所示，仅是一小部分伸入由线圈3包围的套管2的区段中。如果这时线圈3中流过一定值的电流，衔铁7将被吸引并在图1中向右移动，在此情况下，衔铁7克服弹簧5的力使推杆4移动，后者在弹簧的压力下置于衔铁7的槽中。当推杆4被移动时，在图1中它的右端从一个嵌件6中向外进一步伸出并释放一个配置的跳闸机构(未示出)。
如从图1中看到的，嵌件6具有两个作用。一方面，嵌件6用作推杆4穿过嵌件6的导向，另一方面，嵌件6朝着衔铁7的端面用作弹簧5的支面，弹簧由此被压在嵌件6及构成在推杆4的衔铁侧的支面之间。衔铁7在其静止位置时靠在套管2的环形阶面上，并使靠在衔铁7的推杆槽中受预压的推杆保持在静止位置中。如从图1中还示出的，嵌件6具有一个环形凸出部分，通过它嵌件6克服弹簧5的力支承在支架1上。作为对此的替换，嵌件6也可压放在套管中，但它也可用另外的方式被固定在支架1中。
图2表示根据本发明的磁铁系统的第二实施例。该实施例实质上具有与第一实施例相同的结构，即它具有一个套管2，一个线圈3，一个推杆4，一个弹簧5，一个嵌件6及一个衔铁7。
这些部分如根据图1所描述的方式协同工作，因此不再重复。但比第一实施例附加地设置了一个固定在套管2中的芯件8。该固定芯件8也是由一种可磁化的材料作成的，如图2中所示地，它被设置在套管2被线圈3包围的区段中衔铁7的对面，并用于当线圈3上流过电流时，增强作用在衔铁7上的吸力。
如从图2中可清楚看出的，固定芯件8具有一个纵向中心孔，该孔被推杆4及弹簧5穿过。这样地选择孔的直径，即使得推杆4及弹簧5可在其中自由移动。此外作为弹簧支面用的嵌件6的区段也伸到该孔中，以便在那里构成弹簧5的支面。借助该实施例可使第一实施例以简单的方式被改进，这时仅是附加地将一个固定芯件8压入到套管2中。该固定芯件8也可被粘接或以其它方式固定。固定芯件8也可这样地构成，即它亦承担嵌件6的功能，这时它将整体地构有一个相应于嵌件6的区段。
图3表示可用于第一和第二实施例的支架1的一个透视图。如图3所示，支架1具有一个衔铁侧槽12及一个推杆侧槽11。为了易于理解，根据图3的支架1的垂直轴与图2中磁铁系统的垂直轴对齐地表示。如从图3中清楚地看到的，推杆侧槽11及衔铁侧槽12构成朝一侧张开的长孔。由此，带有移到套管上的线圈的预装配好的套管组件将可从侧向插入到支架1中。在该插入移动时嵌件6的环形凸出部分在套管侧与支架1形成接触(图1及2)，同样，套管2的衔铁侧端在套管侧与支架1形成接触(图1及2)。为了改善在衔铁侧使套管2保持在支架1中，如图1及2所示，套管2可具有一个保持臂24，该臂被扣在支架1的配合臂的相对侧上。为了固定套管，也可使用套管及支架构型的另外变型协同作用；例如闩锁把及槽，粘接及焊接等。
图5表示根据第一实施例的本发明磁铁系统组装过程中该磁铁系统各部件的截面图。这些部件的组装在图5中自右向左地进行，即各另件将以图示的顺序从右插入到套管2中。最好该组装以较大的套管口朝上放置地进行，以使得部件各自被插入并由重力来保持。
如从图5可清楚地看到的，套管2具有带有孔区段21(较小直径)及22(较大直径)的一个阶梯孔。在这两个孔区段21及22之间的过渡位置上形成一个阶梯，它构成衔铁7的一个止挡面23。
衔铁7具有带有区段71(较小直径)及72(较大直径)的一个阶梯外轮廓，在这些区段之间形成一个阶梯，它构成一个接触面73。衔铁7的较小直径的区段71被这样地定尺寸，即它能容易地被推入到套管2的较小直径的孔区段21中。类似地，衔铁7的较大直径的区段72小于套管2较大直径的区段22，以使得衔铁7可整个地插入套管2，直至接触面73接触到套管2的止挡面23为止。
在衔铁7插入套管2中直到止挡面23上时，推杆4与弹簧-在图5中为简明起见未被示出-就一起被插入套管中。在此情况下，推杆的端头区段41达到形成在衔铁端部的槽内74。该槽改善了推杆4在套管2中的导向并使弹簧(未示出)保持与套管壁离开，以使得即使在弹簧(未示出)的压缩状态不会出现被夹或被钩住。但衔铁7中的槽74不是绝对需要的。
现在将使嵌件6用其导孔62套在推杆4的跳闸致动端，并在弹簧(未示出)压紧的情况下沿推杆4移动，直到嵌件6相对套管2达到一个允许这样组装的组件插入支架的位置(见图1及2)为止。然后将套管与线圈(未示出)一起插入支架。
当该组件被插在支架中时，嵌件6的环形凸出部分61靠在支架上。嵌件6的区段63确定了在推杆4首端41的弹簧(未示出)的支面及嵌件6的区段63的前侧端之间的距离，以使得通过确定该区段63的长度可以选择弹簧的预压力，而仍可使用相同的弹簧。
在图5中用6来表示嵌件6的一个替换变型。图示的区段63’比嵌件6的相应区段63长些。通过使用该嵌件可以被调节到较高的弹簧压力。此外，相对凸出部分62嵌件6’上与区段63’相对立的区段64’约与嵌件6的区段63具有相同的长度。因此通过仅是嵌件6’的转向(所谓“掉头”)可用同样零部件实现两种不同的弹簧预压力。
权利要求
1．用于功率保护开关的磁铁系统，它具有一个支架(1)，用于接受一个套管(2)，该套管被一个连接在支架上的线圈(3)包围并可移动地引导一个由可磁化材料作成的可移动的衔铁(7)，一个推杆(4)，它可由衔铁(7)克服一个弹簧(5)的力而移动，用于使功率保护开关跳闸，及一个嵌件(6；6’)，它与支架相配合并具有用于推杆(4)的导向部分及用于弹簧(5)的第一支面，其中，套管(2)的内侧设有用于衔铁(7)的一个止挡面(23)，及其中，推杆(4)在其靠在衔铁(7)的端部设有用于弹簧(5)的第二支面及衔铁(7)通过弹簧(5)的预压力压在止挡面(23)上。
2．根据权利要求1的磁铁系统，其特征在于设有一个在套管(2)中衔铁(7)对面的并与其相隔一距离的、由可磁化的材料作的固定芯件(8)，它具有被推杆(4)穿过的孔。
3．根据权利要求1或2的磁铁系统，其特征在于在嵌件(6；6’)上构有一个凸出部分(61)，它在套管侧靠在支架(1)上。
4．根据权利要求3的磁铁系统，其特征在于嵌件(6)在第二支面及凸出部分(61)之间的轴向距离可被调节，以调节弹簧(5)的一定预压力。
5．根据以上权利要求中一项的磁铁系统，其特征在于套管(2)具有一个阶梯形纵向孔，该孔在一端具有较小直径，及该直径阶面构成用于衔铁(7)的止挡面(23)。
6．根据权利要求5的磁铁系统，其特征在于衔铁(7)具有不同直径的阶梯状区段(71，72)，及在这两个不同直径的区段之间的一个阶面构成与止挡面(23)协同作用的接触面(73)。
7．根据权利要求1至6中一项的磁铁系统，其特征在于衔铁(7)在朝着推杆(4)的端面上设有一个槽(74)，用于接受推杆(4)。
8．用于功率保护开关的磁铁系统的制造方法，具有以下步骤制造一个支架(1)，制造一个套管(2)，该套管具有在其内侧构成的止挡面(23)，制造一个衔铁(7)及将该衔铁导入套管(2)并靠到止挡面(23)上，制造一个具有用于一个弹簧(5)的第一支面的推杆(4)，及将推杆导入套管并与衔铁(7)相接触，制造一个弹簧(5)及将弹簧(5)导入套管(2)并与推杆(4)的第一支面相接触，制造一个线圈(3)及将套管(2)导入线圈(3)，制造一个嵌件(6)，它具有用于推杆(4)的导向部分(62)及用于弹簧(5)的第二支面，及将嵌件(6)套到推杆(4)上并使第二支面靠在弹簧(5)上，在弹簧(5)的预压力下将套管(2)及嵌件(6)插入支架并与其相配合，及将线圈(3)连接到支架(1)上。
9．根据权利要求8的方法，还具有以下步骤制造一个具有一纵向孔的芯件(8)，及将芯件(8)压到套管(2)中衔铁(7)的对面位置上。
10．根据权利要求8或9的方法，还具有以下步骤构成具有一个凸出部分(61)的嵌件(6)，用于在套管侧靠在支架(1)上，及调节凸出部分(61)与用于弹簧(5)的第二支面之间的嵌件(6)的轴向距离，以调节弹簧(5)的预压力。
全文摘要
本发明涉及用于功率保护开关的磁铁系统及其制造方法。该磁铁系统具有一个装在支架(1)中的套管(2),该套管被一个线圈(3)包围并具有一个可在套管中移动的衔铁(7)。衔铁在静止位置时靠在构于套管内侧的止挡面(23)上,并通过一个在弹簧预压力下靠在衔铁上的推杆(4)被保持在那里。该推杆(4)被一个弹簧(5)加载,弹簧的一侧支承在推杆上及另一恻支承在套管中的嵌件(6)上。各零件在组装时仅需以预定顺序插入套管中,及通过将嵌件插入及通过将套管插入支架而固定到工作位置。因此可使用廉价的零件及使组装简化。
文档编号H01H71/24GK1287677SQ99801736
公开日2001年3月14日 申请日期1999年8月11日 优先权日1998年10月2日
发明者O·根施, J·奥佩尔 申请人:Aeg低压技术股份有限两合公司