磁热致动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及一种磁热致动器，并且更具体地涉及一种显著的断路器类型的电气装置，该磁热致动器被设置为在出现故障的情况下通过打开至少一个电力线路而保证保护，该故障导致电流的升高或者电流变快，例如进一步造成短路，或者在电路中的过度负载的情况下电流变慢。本发明还涉及一种装配有此种磁热致动器的电气装置。
【背景技术】
[0002]在出现如上所述的故障现象的情况下，线路的打开源自于在此种装置中存在能够彼此分离的固定触点和移动触点，在能够彼此分离的假设下，此种分离通过机械式触发锁上的磁热致动器的行动而完成。这两个触点被设置在两个连接端子之间，这样允许装置被串联地插入到相关的线路中。
[0003]两种类型的故障分别由致动器的磁部件和热部件处理，这些磁部件和热部件的反应时间非常不同并且实际上与出现在线路中的故障相对应。一般地源自于待保护的线路中的短路的电流的忽然和显著升高必须因此引起触点的快速打开，从而避免损坏连接到电路的装置。反映线路上对电流的需求的且与过高的负载相对应的过载替代地调用热触发系统。热触发系统经常采用双金属条的形式，该双金属条在源自于电流过载的过度加热的作用下变形，并且构成一种机械锁触发器，从而导致触点打开。
[0004]磁触发通常由串联连接在电路中的线圈提供，该线圈与具有固定磁轭和移动部件的磁路协作，该移动部件导通由线圈所产生的磁场，移动单元直接或者经由撞针起触发机械锁的构件的作用。
[0005]在文件EP0353816中已经明显地提及了热双金属条的替代物，在该文件中，在该磁热致动器中插入系统，该系统基于存在的由热敏感材料制成的可变形构件，该可变形构件与线圈热协作，当所述构件的温度低于特定阈值时，该构件对热磁致动器不起作用。
[0006]该构件由弹簧组成，该弹簧由形状记忆合金制成。通过限定，形状记忆合金在特定的温度范围中能够经历较小百分比的明显的塑性变形，并且通过再加热完全返回到其初始/原始形状:这就是形状记忆效应。
[0007]该形状记忆弹簧在其内部温度由于线圈所产生的热量而超过阈值时能够被放松从而返回到其原始形状，并且当其内部温度降回到所述阈值之下时能够在压缩力的作用下再次变形。
[0008]电流所流过的线圈因此在缓慢的电流过载期间发现其内部温度升高并且在其自身周围辐射热量。因此，该线圈间接地加热可变形构件。该线圈因此起着致动器的磁触发和热触发的双重重要作用。
[0009]该类型的构造的缺点在于:线圈的高温滞后。事实上，线圈需要时间加热，并且可变形构件因此需要时间返回到其原始形状，因此与根据热保护曲线的期望的触发性能相比，导致了热致动器的延迟触发。此外，由于构成磁致动器和热致动器的元件的靠近，线圈不仅加热可变形构件还加热出现在其周围的磁子组件。加热空间太大，从而操作的效率因此较低。
[0010]以同样的方式，线圈需要时间冷却，并且可变形构件因此需要时间冷却并且返回到其被压缩位置，因此，阻碍产品及时地重设。
[0011]对该冷却温度的滞后添加了形状记忆弹簧的滞后效应，与返回到其原始的展开位置所需的时间相比，该形状记忆弹簧需要稍微更长的时间返回到其被压缩状态。
[0012]最后，对于能够在自身周围产生足够的热量而达到上述的效果的线圈而言，线圈的尺寸必须被相应地具体化，也就是说，组成该线圈的线匝的数量与传统地指定有简单的磁功能的致动器相比必须更多；对于线圈的截面而言，这是强加的，因此是不可变的。以此种方式被规定尺寸的线圈一方面在期望紧凑的装置中是较大的，并且另一方面，与传统的产品相比增加了对构成线圈的材料的需求。
【发明内容】
[0013]这些问题通过本发明的磁热致动器而解决，本发明提及了一种解决方案，在该解决方案中，虽然热功能依靠同样的基于由热敏感材料制成的可变形构件的原理，但是允许热致动器的触发和重设性能的明显改进。
[0014]为此，本发明的热磁致动器典型地由线圈组成，该线圈串联地放置在电力线路中的，包围固定磁芯和活动磁芯并且在分别表示致动器的非致动状态和致动状态这两种状态的两个位置之间驱动活动磁芯。所述活动磁芯能够借助于第一复位装置被返回到与致动器的非致动状态相对应的位置。该热磁致动器此外由热致动器组成，所述热致动器包括由热敏感材料制成的可变形构件，该热敏感材料能够在围绕该热敏感材料而产生的热的作用下从初始形状变化到最终形状，该初始形状和最终形状分别表示致动器的非致动状态和致动状态的这两种状态。最后，该构造使得所述磁致动器和所述热致动器沿着旋转轴线(X)是共线的。
[0015]事实上，本发明的磁热致动器的特征主要在于:所述磁热致动器包括由被放置为与所述线圈串联的传热材料制成的加热部件，所述加热部件与可变形构件热协作并且能够围绕可变形构件产生热量。
[0016]因此，不再是线圈加热可变形构件，而是加热部件完成该功能。对于线圈，其仅专用于致动器的磁子组件的功能，这保持为传统的。
[0017]加热部件与线圈串联地放置，因此相同的电流从加热部件中通过。因此，当短路电流从加热部件中通过时，该加热部件加热，与过载的情况类似。
[0018]不具有加热所述热子组件的功能的线圈，然后能够针对其所属于的磁子组件被正常地规定尺寸。物理意义上，线匝的数量被减少，有效地导致了致动器内部的对其空间需求的减少，并且导致了制造方面的经济效益。
[0019]根据一种可能的构造，加热部件由如下的部件组成:该部件具有垫圈类型的平坦形状，相对于轴线(X)被定中心，在致动器内部径向地延伸并且提供传热表面，该传热表面的中心部分与可变形构件直接接触。
[0020]在加热部件和可变形构件之间存在直接接触的事实使得可变形构件通过直接传热以更加有效的方式吸收热量。与可变形构件必须以间接的方式从其外部环境中吸收热量的情况相比，该类型的直接加热使得该可变形构件更快地加热。
[0021]此外，加热部件的形状是垫圈形状，因此具有相对较薄的厚度，该垫圈沿轴线(X)的对齐使得其能够在减少空间需求的情况下容易地集成到致动器中。
[0022]该加热部件仅以诸如钢、黄铜或铜等的传热材料来设计，该加热部件容易被制造，并且与诸如在现有技术中描述的尺寸过大的线圈的成本相比，其成本较低。
[0023]有利地，所述热致动器包括围绕可变形构件(10)分布和集中热量的装置，从而避免致动器中的热量扩散，并且因此避免磁子组件的无用加热。
[0024]更准确地，围绕可变形构件分布和集中热量的所述装置由套筒组成，该套筒具有轴线(X)并且由围绕可变形构件的整个长度的传热材料制成，该套筒在第一开口末端处包括径向地延伸的凸缘，该凸缘的外表面被安装在加热部件的传热表面上。
[0025]该套筒的凸缘与加热部件直接接触，因此使得能够创建“热圆筒”，在该热圆筒中，可变形构件能够根据流过加热部件的电流快速地加热和冷却。
[0026]在线路中出现过载的情况下，套筒围绕整个可变形构件分布热量，然而加热部件经由可变形构件的与传热表面的中心部分接触的部分而起作用。套筒和加热部件的相关联因此使得在致动器内部进行热量的最佳导通和正确引导，以有效地加热可变形构件。
[0027]加热部件的温度滞后和套筒的温度滞后比线圈的温度滞后低，因为这些元件明显地比线圈体积更小，并且由能够快速地跟上温度变化的