具有稳定的可移动触头的电磁开关的制作方法_3

文档序号:8516141阅读:来源:国知局
16可以是电触头。这可以增加可用于该实施方式的材料的数量,例如使得所选择的材料更硬、具有更低摩擦、热传导较高(或较低)和/或更耐冲击。可移动触头604随后在该往复运动结束时与至少三个单独电触头形成接触。例如,这可以允许一个触头用作输入而两个其它触头用作输出。作为另一个示例,电触头中的两个可以被电连接(例如,附加触头612与静态电触头602之一)。电触头在一些实施方式中可以被附接至绝缘外壳。在外壳包括传导材料的其它实施方式中,能够在电触头和传导外壳之间放置绝缘间隔器、紧固器或其它分层(例如,粘合剂)。
[0051]图7示出了具有基本上三角形形状的可移动触头700的示例。这里,可移动触头随静态触头702、704和706 —起示出,而使得在可移动触头被致动器(为了清楚而未示出)在力心708处进行驱动时至少形成接触点a、b和C。例如,静态触头702可以是非导电机械触头,而其它两个则是电触头。作为另一个示例,所有三个触头702-706都可以是电触头。
[0052]正常情况下,由于轴与之相接合的方式,力心708相对于可移动触头700基本上是固定的。然而,如以上所提到的,可移动触头可以具有一定旋转自由度。例如,如果可移动触头绕平行于接触点b和C之间的直线b-C的轴线进行旋转,这将使得接触点b和C以垂直于b-C和驱动力fa(例如,图6)的方向在可移动触头的表面上发生移动。该旋转移动结合驱动力fa将在可移动触头上产生扭矩或移动,该扭矩由力心708和直线b-c之间的距离710所衡量。例如,所产生的力可以是可移动触头的角位移的单调函数,并且可以被定向为使得区域将可移动触头恢复至角均衡。如果在可移动触头和静态触头704-706之间存在表面接触的无滑动条件,则也可能由于该旋转而以垂直于b-c和驱动力fa的方向发生可移动触头的平移移动。
[0053]在一些情况下,经由可移动触头在静态电触头704和706之间通过大的电流将导致摇摆运动的自饱和电机械激励。这已经在电流为DC时被观察到,并且相信在电流为AC时也会出现相似表现。该运动对于接触器的性能和寿命是有害的。例如,跨触头的瞬时压降以及接触器中的功率消散会使得组件材料发生退化,并且瞬时电弧会导致触头材料的重新分配以及触头几何形状的退化。
[0054]这里,与触头702所形成的接触点a绕直线b_c所定义的可移动触头的旋转轴线提供了刚性,这能够防止或减少所不期望出现的旋转和/或平移移动。可移动触头能够被配置为使得接触点a、b和c形成任意适当形状的三角形,包括但并不局限于等边或等腰三角形。力心708在这里位于三角形a-b-c的之内。该配置以及其它配置对应于机械上稳定的刚性主体系统,其具有与正向法向力形成接触的三个点a、b和C。例如,力心708与直线b-c分开距离712。距离710和712与可移动触头在往复运动中所行进的距离相比可以相对小。在一些实施方式中,距离710和712可以相对于彼此具有不同比例。
[0055]在接触点a、b和c的相应角落,可移动触头700具有被截取的侧边。例如,对应于接触点b和c的被截取侧边在这里互相平行,并且垂直于接触点a的截取侧边。可移动触头在两个或更多截取侧边之间可以具有圆弧形的边缘。
[0056]在以上示例中,可移动触头具有两个角自由度:绕平行于直线b-c的轴线并且通过力心708的旋转,以及绕将接触点a与力心708相连接的轴线的旋转。在一些实施方式中,对于可移动触头的运动的所要求约束可以以被工程表示为可移动触头自身的自由度。例如,在以上所提到的轴线中的所允许旋转能够被可移动触头与致动器的适当连接所限制。如果可移动触头利用被约束为纯线性运动的驱动杆而附接至致动器,并且该驱动杆穿过可移动触头中的开孔,则在可移动触头与驱动杆之间的配合中选择适当尺寸公差就能够作为约束。应当对于所述公差上的机械磨损予以适当考虑。
[0057]可能还必需或期望对可移动触头绕4所定义的轴线的旋转运动进行约束。例如,如果可移动触头为三角形,则可以使用约束来确保可移动触头与静态触头之间适当形成接触点。例如,可移动触头绕fa轴线的+/-60°的旋转使得可移动触头无法工作。在该实施例中,能够通过整合到一个或多个附加(机械或电)触头之中的特征或者部署在触头附近的辅助特征(诸如柱体)来提供一些形式的约束。另一方面,如果可移动触头关于力心充分旋转对称,则接触器将在任何旋转位置正确工作。例如,在完全的旋转对称性的情况下,可移动触头是圆盘而并非三角形。
[0058]图8示出了具有基本上三角形形状的可移动触头800的另一个示例。可移动触头连同静态触头802、804和806 —起示出,并且接触点同样被标记为a、b和C。可移动触头由驱动力fa在力心808进行驱动。这里,可移动触头中形成接触点a的角落基本上被约束在静态触头802A-B之间。例如,静态触头802A-B之间的间隔量可以基于可移动触头的相关厚度进行选择,从而其(具有接触点b和c的)另外一侧能够由于驱动力fa而向上和向下行进某个量。在该示例中,可移动触头具有基本上统一的厚度并且形成等腰三角形。在一些实施方式中,触头802是非传导的而其它则是电触头。在其它实施方式中,所有触头802-806都可以是电触头。
[0059]图9示出了具有基本上三角形形状的可移动触头900的另一个示例。示出了静态触头902,904和906。还指示出接触点a、b和c以及力心908。
[0060]在接触点a、b和c的相应角落,可移动触头900具有被截取的侧边。例如,对应于接触点b和c的被截取侧边在这里互相平行,并且垂直于接触点a的截取侧边。而且,可移动触头具有将截取侧边中相应的截取侧边进行互相连接的直边缘。
[0061]触头在使用期间的机械磨损和形变会趋向于导致接触点与其预期或原始的位置有所偏尚。例如,接触点a在这里与可移动触头的中心线存在偏差并且与接触点c相比更接近于b。进而,接触点b和c已经在相反方向有所偏差从而它们彼此比之前更加接近。也就是说,即使每个接触点原本基本上相对于相应触头位于中心,该接触点也已经迀移至所示出的位置。然而,可移动触头被配置为使得尽管存在这样的磨损/形变,接触点所形成的三角形910仍然封闭力心908。这有助于保持可移动触头的稳定性和刚性。
[0062]图10示出了具有另外的触头的电磁开关1000的另一个示例。这里,驱动力4导致可移动触头1002与静态电触头1004形成并脱离接触的往复运动。可移动触头的另一端被附加触头1006所约束。在该示例中,该附加触头包括部分1006A-B,它们二者都被形成为该开关的外壳的一部分。该开关可以具有处于该附加触头附近的散热器1008。在一些实施方式中,附加触头1006是电触头。
[0063]图11示出了其中可移动触头1102通过球窝接头1104进行接合的电磁开关1100的示例。类似于之前的示例,致动器应用驱动力fa以使得可移动触头向静态电触头1106进行移动。在该示例中,可移动触头的一端1102A具有圆形形状,其至少部分对应于该接头的插口的形状,这允许可移动触头的一个或多个其它端1102
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