洛伦兹力激活的电开关装置的制造方法_3

文档序号:9439124阅读:来源:国知局
34、36分开。虽然洛伦兹力38的即时效果将由此导致作用于触头构件8、10的闭合力,其还将通过沿着力-磁通路径42转换而被转换为断开力40。机械转换可例如通过将洛伦兹力发生器18机械地连结到触头子组件6来实施,使得洛伦兹力被沿着机械连结转换。以这种构造,洛伦兹力沿着力-磁通路径42作用。
[0051]如稍后说明的,机械转换可涉及用以操作致动器子组件20的中间致动力43的产生。致动器子组件20又可以在操作时产生断开力40。
[0052]如图3所示,导体构件34、36中的至少一个可以构造成通过洛伦兹力38相对于初始无电流状态偏转,初始无电流状态可以是图2所示的断开状态14。例如,在下文中,是导体构件34由洛伦兹力38偏转。
[0053]可偏转的导体构件在一端44被固定,而另一端46是可移动的。特别地,导体构件30的偏转可以是弹性变形。如果情况如此,则导体构件30是触发器弹簧48,其中该触发器弹簧的偏转将触发触头子组件6的断开。作为触发器弹簧48,可以使用触头弹簧,因为触头弹簧通常存在于电开关装置I中。
[0054]如果导体构件30处于偏转状态,则可移动端46在如图3所示的触发状态下可以由触头子组件6支撑。
[0055]由于在固定端44处以及在触头子组件6处的两个支持点,洛伦兹力38引起的偏转可导致导体构件30的弯曲形状。
[0056]洛伦兹发生器18的至少两个导体构件34、36优选地平行于并且邻近彼此延伸,如图中所示。这确保了以最高效率产生洛伦兹力38。
[0057]如果导体构件34、36在导体构件30的固定端44处固定到彼此,则导体构件34、36可以在电流通路16中串联连接。
[0058]根据图1至4中所示的实施方式,洛伦兹力发生器18用作安全释放机构的部分,如果电流通路16出现或者已经存在过流,则其自动地将触头子组件6从连接位置12转换到中断位置14。
[0059]由于至少一个可偏转的导体构件34的偏转量取决于通过电流通路16传送的电流的强度,因此仅在超过预定最大偏转时,电流通路16在触头子组件6处的中断才开始。
[0060]但是,在本示例中,洛伦兹力38间接作用于触头子组件6。这在在下文中说明。洛伦兹力发生器18机械连结到致动器子组件20,使得洛伦兹力38作用于致动器子组件20。该连结可以通过将可偏转的导体构件34直接机械联接到致动器子组件20实现。但是,在本示例中,洛伦兹力发生器18仅间接联接到致动器子组件20,因为过冲弹簧50布置两者之间。
[0061]过冲弹簧50和导体构件30 —起形成致动杆52。而触头子组件6作用为用于致动杆52的枢转支撑。由此,由于洛伦兹力38导致的可偏转的导体构件34的偏转引起致动杆52绕触头子组件6的枢转运动。洛伦兹力38实施如下两者:通过闭合力43将触头构件8、10按压在一起,由此触头构件8、10也用作致动杆52的支承点;和在致动杆52的相反于洛伦兹力发生器18的一侧上关于触头子组件6的枢转运动。因此,过冲弹簧50在相反方向上移动,如箭头48所示。由此,由于杆状结构,洛伦兹力38在过冲弹簧50的端部被转换成为具有不同强度和相反方向的致动力43。经由过冲弹簧50和致动力43,致动器子组件20被偏压到断开位置28,并由此被触发。如果开关装置I是单稳的,作用在致动器子组件20上的非常小的力就可足以将其移动到断开位置28。在双稳致动器子组件20的情况下,其也稳定地支承在闭合位置,从其产生的洛伦兹力38、或者更具体地致动力43将需要超过用于使致动器子组件20从稳定的闭合位置移出的阈值。
[0062]在图4中,致动器子组件20已经通过洛伦兹力38移动到断开位置28。在本实施方式中,弹簧构件56诸如过冲弹簧50、或者触发器弹簧48布置在致动器子组件20和触头子组件6之间。由此,致动器子组件20可以呈现断开位置28,而触头子组件6仍停靠在连接位置14。这仅在中间弹簧构件56被加载的情况下是可能的。在本示例中,其中触发器弹簧48兼作中间弹簧构件56,如果致动器子组件20处于断开位置28、且触头子组件6处于连接位置12,则触发器弹簧48的变形增大。由于致动器子组件20是在断开位置28是稳定的,它将保持中间弹簧构件加载,直到触头子组件6移动到中断位置14。弹簧构件56的载荷现在与洛伦兹力无关,因此来自电流通路16中的电流。
[0063]如果在电流通路16中的电流减小,则会发生起源于洛伦兹力发生器18的从闭合位置12到断开位置14的转换。
[0064]洛伦兹力作用在触头子组件6中,并且如果电流通路16中的电流足够大,则过补偿在洛伦兹力发生器18中由洛伦兹力38产生的断开力40。如果电流减小,则作用在触头子组件6中的洛伦兹力也将减小,直到弹簧构件56产生的断开力40更强。如果情况如此,则触头构件8、10将分开,而且触发器弹簧14将松弛。开关装置将呈现图2所示的状态,如箭头D所示的。
[0065]由此,图1至4所示的实施方式使用如下级联系统,其中洛伦兹力不直接作用于闭合的触头子组件6,而是首先用以使触发器弹簧48偏转(箭头B),然后将致动器子组件20转换到稳定的断开位置28,同时触头子组件6仍在连接位置12 (箭头C)。这将对弹簧构件56加载,弹簧构件56操作地布置在致动器子组件20和触头子组件6之间,并将产生断开力
40 ο
[0066]为容许导体构件34的偏转,无阻碍的偏转器体积57可以邻近洛伦兹力发生器18设置。在偏转状态下,导体构件34延伸到偏转器体积57中。
[0067]由于致动器子组件20与电流通路16中的电流无关地停靠在断开位置28,如果电流通路16中的电流已经减小,则仍将施加断开力40。电流通路16中电流的减小还将使得在触头子组件6中作用且将触头构件8、10压在一起的局部洛伦兹力减小。如果断开力40超过局部洛伦兹力,则触头子组件6将被转换到中断位置14(箭头D)。双端箭头A指示相反的标准开关操作。
[0068]本级联系统的优点在于,在电流通路16中无电流或电流较低时,实现触头构件8、10的断开。由此,不存在触头构件8、10开始分开时产生开关电弧的危险。
[0069]因此,图1至4所示的实施方式特别地适于高电流应用,其中数千安培的电流沿着电流通路16传输。但是,在由此限定的部件关系的情况下,该功能对于低电流也是可能的。
[0070]图5示例性地示出了电流1-时间t的特性。在时刻h,发生过流I。。在存在过流I。时,开关装置I转换到触发状态,如图3和4所示。如果电流进一步减小,则断开力40将在时刻t2_开触头,并中断电流通路16。由此,从时刻12开始,电流通路16中的电流I将为零。通过仔细调节弹簧构件56的特性,电流通路17的中断能够设置为接近零电流,即I
=Oo
[0071]由于洛伦兹力发生器18产生的洛伦兹力38无关于使用交流(AC)或者直流(DC),开关装置I可用于AC和DC应用两者。
[0072]如果电流通路16中的电流预期较低,使得触头构件8、10在分离时不会发生开关电弧,则使用上述级联系统可能是不必要的。替代地,洛伦兹力38可用以直接断开触头构件 8、10。
[0073]而且,致动器子组件20不必要是用于依据外部信号驱动触头子组件6的致动器子组件20。它可以构造成仅由洛伦兹力发生器18驱动。
[0074]触发器弹簧48的柔性必须依据引起触发状态的过流I。进行调节。由于大电流要求电流通路16的大横截面,触发器弹簧38可以提供有增大的可偏转性的中段。这参考图6说明。
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