洛伦兹力激活的电开关装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电开关装置，诸如继电器，包括:第一和第二端子；触头子组件，所述触头子组件具有至少两个触头构件、并且构造成从其中触头构件彼此接触的连接位置移动到其中触头构件彼此分离开的中断位置；电流通路，在触头子组件的连接位置中，所述电流通路从第一端子经由触头子组件延伸到第二端子，并且在触头子组件的中断位置断开。
【背景技术】
[0002]这种电开关装置通常在现有技术中是已知的。如果触头构件在连接位置，则电流通路连续地延伸通过电开关装置，并且电流沿着电流通路流过电开关装置。如果触头构件移动分开，则电流通路且由此通过电开关装置的电流中断。
[0003]电开关装置，特别是继电器，是大量生产的物品，需要结构简单且制造廉价。另外，开关动作应该经过许多循环仍是可靠的。
【发明内容】
[0004]本发明力图解决这些问题，并且目的在于提供一种电开关装置，诸如继电器，其生产不昂贵，具有简单结构，且是可靠的。另外，本发明目的在提供一种用于致动电开关装置的方法。
[0005]根据本发明的电开关装置进一步包括洛伦兹力发生器，该洛伦兹力发生器包括至少两个导体构件，所述至少两个导体构件位于电流通路中且布置成产生作用于导体构件的洛伦兹力，并且其中洛伦兹力机械地被转换为触头子组件中的断开力，该断开力(openingforce)将触头子组件偏压到中断位置。
[0006]根据本发明的电开关装置使用流动通过电流通路的电流以提供洛伦兹力，该洛伦兹力被机械地转换为断开力，用以将触头构件远离彼此移动。这允许以制造不昂贵的简单结构设计电开关装置。根据本发明的电开关装置经过许多开关操作循环也是可靠的，因为洛伦兹力的产生不引起导体构件上的机械磨损或者其它损耗。
[0007]在现有技术中，已有使用洛伦兹力用以增大触头子组件的触头构件之间的接触压力。但是本发明以不同的方式使用洛伦兹力:在具体时刻(零电流经过)时，洛伦兹力被机械地转换以中断或协助中断电流通路，例如通过使触头构件移动分开实现。根据本发明，洛伦兹力也可用以将触头构件移动到一起，以建立接触。如从以下讨论的【具体实施方式】能够明白的，这并不排除洛伦兹力被附加地用于在触头构件之间施加接触压力，并在稍后时间点触发中断位置。
[0008]本发明的以下说明可以彼此独立地引起对电开关装置的进一步完善。如果没有另外指出，各种特征可以根据需要组合，以用于本发明的具体应用。
[0009]例如，洛伦兹力被机械转换为断开力可以直接实现:导体构件直接在至少一个触头构件上施加洛伦兹力，例如通过将它们撬开(pry apart)。该机械转换也可以间接进行:至少一个机械元件操作地介于洛伦兹力发生器和触头子组件之间。洛伦兹力的作用路径由此经由机械元件延伸到触头子组件。
[0010]洛伦兹力沿其转换为断开力的洛伦兹力作用路径可以限定力-磁通路径。电开关装置可以是单稳或双稳继电器。电流通路中的电流可以在毫安直至数千安培的范围中，这取决于应用。
[0011]洛伦兹力发生器优选地串联布置到触头子组件，即在电流通路中位于触头子组件之前或之后。
[0012]根据另一有利实施方式，至少一个导体构件可以构造成在触发状态下由洛伦兹力相对于初始无电流状态偏转。该偏转可用作驱动运动，其将断开力转换到开关装置的从动元件且最后至触头子组件。该偏转也可以用以对蓄能器(诸如弹簧构件)加载，蓄能器然后在触头子组件处产生断开力。以这种方法洛伦兹力经由弹簧构件被转换为断开力。弹簧构件位于洛伦兹力作用路径中。使用由洛伦兹力供给的蓄能器的优点在于，在电流通路已被中断且洛伦兹力已经停止后，断开力仍可被施加在触头子组件处。
[0013]可偏转的导体构件可以设有固定端和与固定端相反的可移动端。这种杆状构造可用以增减洛伦兹力，或者用以改变由洛伦兹力驱动的移动。
[0014]根据另一实施方式，优选地可偏转的导体构件的可移动端可以设有至少一个触头构件，特别地开关装置的至少一个开关触头。在这样的实施方式中，开关触头可以由洛伦兹力直接驱动。
[0015]可偏转的导体构件可以是触发器弹簧，其在相对于初始无电流状态的触发(即偏转)状态下由洛伦兹力弹性变形。使用触发器弹簧允许调节洛伦兹发生器发出洛伦兹力的方式。例如，触发器弹簧可以构造成具有规定的力/偏转特性，使得在触头子组件上产生的断开力瞬态发展不需要与洛伦兹力的瞬态发展(temporal development)线性地成比例。如果使用触发器弹簧，导体构件的偏转会至少部分地因其弹性形变而引起。另外，刚性体偏转、即旋转和/或平移可叠加在所述变形上。
[0016]根据更【具体实施方式】，触头弹簧，如继电器中广泛使用的，可兼作触发器弹簧。
[0017]在一种构造中，至少一个导体构件可以比触发器弹簧更刚性。具体地，更刚性的触头构件在洛伦兹力发生器的电流的工作范围上可被认为是刚性体。替代地，洛伦兹力发生器的两个或全部导体构件可构造为触发器弹簧。
[0018]在构造用于在千安培范围内的非常大电流的开关装置中，电流通路的各种部件需要具有大的横截面，以安全导通电流。如果使用触发器弹簧，则大电流所需的高横截面面积可能不利于触发器弹簧的柔性。但是，为在给定的电流通路电流下且由此在给定洛伦兹力下实现大偏转，触发器弹簧需要具有一定柔性。为实现该柔性，如果触发器弹簧包括如下中段和末段会是有利的:其中末端接界于中段，并且其中触发器弹簧在中段与在末段相比具有更高的可偏转性。中段增大的可偏转性会使得触发器弹簧在这一区域易于变形，由此导致通过洛伦兹力发生器产生的大行程。
[0019]如果使用包括有多个导电金属片层的多层触发器弹簧，所述层可以在中段处至少部分地彼此不平行，以增大此处的可偏转性。例如，至少一个层可以在中段处弯曲。
[0020]根据另一实施方式，可以提供可枢转的致动杆，该致动杆相应地由洛伦兹力或者洛伦兹力发生器驱动。如以上说明的，所述杆可用以在洛伦兹力作为断开力作用于触头子组件之前转换和改变洛伦兹力。例如，如果洛伦兹力的方向必须被反转，则使用可枢转杆会是有用的。这种反转可通过具有在中段处被支撑的杆来实现。致动杆可以兼作过冲(overstroke)弹簧。如果触头弹簧用作洛伦兹力发生器的触发器弹簧，则触头子组件可以用作用于致动杆的支承点。
[0021]触头子组件可形成致动杆通过洛伦兹力发生器绕其枢转的支承点。在这样的实施方式中，洛伦兹力发生器可以构造成将触头构件压靠于彼此，并且触发在触头构件处的断开力，该断开力可以稍后使触头组件断开。
[0022]在触发状态下，触头子组件可以用作洛伦兹力发生器的可偏转的导体构件的支撑。
[0023]根据另一实施方式，该至少两个导体构件可以固定到彼此，优选地在它们端部中的至少一个端部处固定。该至少连接器元件到彼此的固定是将它们电气地连接的容易方式。当然，该固定应允许使洛伦兹力分流(tap)，例如通过允许至少一个导体构件的偏转。
[0024]洛伦兹力发生器的至少两个导体构件可以串联连接，以获得开关装置的简单构造。
[0025]根据另一实施方式，开关装置可以另外包括致动器子组件，该致动器子组件适于由洛伦兹力发生器，特别地由洛伦兹力，从闭合位置驱动到断开位置。致动器子组件可以操作地连接到触头子组件，并且构造成将触头子组件至少从中断位置驱动到断开位置。此外，可以提供弹簧构件，如果致动器子组件处于断开位置并且触头子组件处于连接位置，则弹簧构件产生断开力。在这一构造