專利名稱：電磁開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電》茲開關(guān)裝置，其具有電》茲4失和可移動的辨f 鐵，該銜鐵利用相反于關(guān)閉力作用的并且在斷開位置中的不為零的 保持力安置在開關(guān)裝置中。
背景技術(shù)：
這種類型的電磁開關(guān)裝置的基本工作原理根據(jù)圖1至圖3的接 觸器的例子來說明。根據(jù)圖1，這種開關(guān)裝置包括具有磁軛2的電 ^磁鐵1，在》茲輒上例如設(shè)置有兩個(gè)用于勵(lì)-磁的勵(lì)》茲線圏4。對應(yīng)于 磁扼2的銜鐵6通過由兩個(gè)并聯(lián)連接的復(fù)位彈簧8構(gòu)成的復(fù)位彈簧 裝置彈性地安置在開關(guān)裝置的但j又示意性地示出的殼體10中。石茲 輒2、勵(lì)磁線圈4和銜鐵6構(gòu)成開關(guān)裝置的電磁驅(qū)動裝置。銜鐵6 通過加偏壓的4妄觸彈簧12與可移動的觸橋14以傳遞力的方式連 接。兩個(gè)固定的接觸支承件16對應(yīng)于可移動的觸橋14。辨H失6構(gòu) 成用于在觸橋14和接觸支承件16之間相對運(yùn)動的磁性驅(qū)動裝置的 促動器。觸橋14和固定的4妄觸支^R件16分別具有4妾觸塊或者觸點(diǎn)18。 通過可移動的觸橋14和固定的接觸支承件16形成的開關(guān)觸點(diǎn)處于 一皮斷開的位置中(斷開位置)。在切斷狀態(tài)中，觸點(diǎn)18之間具有間 距S。，并且磁軛2或者銜鐵6的極面20和60之間具有間距d = H。 復(fù)位彈簧8 ,皮加偏壓，從而〗吏銜4失6在斷開位置的原始位置中以偏 壓力或者保持力F。來壓4氐止擋22。在接通勵(lì)磁線圏4時(shí)，銜鐵6克服由復(fù)位彈簧8施加的保持力 F = Fo的作用向著f茲4厄2的方向運(yùn)動，如在圖中通過箭頭所示的那樣?，F(xiàn)在在圖2中示出一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中，觸點(diǎn)18之間首次 接觸，因此銜鐵6歷經(jīng)了一段路程so。在該時(shí)間點(diǎn)，極面20、 60 之間的距離為d = ds = H - s0。只有進(jìn)一步地克月艮由復(fù)位彈簧8施加 的增大的彈簧力和附加地克力良由與其并聯(lián)連"l妄的4妄觸彈簧12施加 的、同樣增大的彈簧力時(shí)，銜鐵6才實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的閉合運(yùn)動。因?yàn)?由加偏壓的^妄觸彈簧12施加的彈簧力明顯大于由復(fù)位彈簧8施加 的彈簧力，所以在銜鐵6上作用的總的復(fù)位力突然增大。在進(jìn)一步的進(jìn)程中，在銜鐵6上作用的電》茲力大于由復(fù)位彈簧 8和接觸彈簧12施力。的復(fù)位力，并且銜鐵6可以進(jìn)一步向著f茲扼2 的方向移動，直到攤f4失最終如在圖3中所示的那才羊在最終位置或者 靜止位置以其才及面60 4氐靠在》茲扼2的極面20上(d = 0 )。在圖4中繪制出了相應(yīng)的力曲線。在那里實(shí)施一個(gè)作用在銜鐵 6上由復(fù)位彈簧8和4矣觸彈簧12施加的復(fù)4立力F來克月l在辨f4失6 和石茲輒2的才及面20、 60之間的3巨離d。從曲線中看出，復(fù)位彈簧8 (圖1)在斷開位置施加保持力Fo。如果電流穿過勵(lì)》茲線圈4，那 么游f鐵6在由電^茲鐵1施加的吸引力的作用下并且克服復(fù)位彈簧8 的作用在向著》茲輒2的才及面20的方向上移動。在該移動時(shí)，隨著 復(fù)位彈簧8的增大的長度壓縮，施加到銜鐵6上的相反指向的復(fù)位 力F相應(yīng)于復(fù)位彈簧8的彈性常數(shù)的總和而線性增力口。在間距d = ds 時(shí)，觸點(diǎn)18 4皮otW妄觸并且作用到攤f4失6上的復(fù)^f立力F通過力W扁壓 的4妄觸彈簧12的4妄入而突然增大。在斷開位置中施加到攤f鐵6上的保持力Fo確保開關(guān)裝置在該位 置中在外部機(jī)械振動或者撞擊負(fù)荷時(shí)不會產(chǎn)生非預(yù)期的閉合。所以，在總共的在d。和ds之間的歷經(jīng)的路程期間，銜4失6必須一直克 月良由復(fù)4立彈簧8施加的復(fù)4立力F，該復(fù)位力乂人一個(gè)最纟冬的并用于4夸 銜鐵6機(jī)械地鎖定在斷開位置中的必要的值(保持力Fo )開始連續(xù) 地增大。然而為了實(shí)現(xiàn)短暫的開關(guān)動作時(shí)間(高的閉合力)，必要 的是電^P茲系統(tǒng)2、 4、 6纟皮i殳計(jì)和確定尺寸為可〗吏得作用到銜4失6上 的磁力明顯高于由復(fù)位彈簧8施加的復(fù)位力。其缺點(diǎn)是，在整個(gè)工 作范圍"茲行程)上復(fù)位力都持續(xù)增加。由此產(chǎn)生相對多大的、不 需要的力，該力必須通過相應(yīng)地設(shè)計(jì)得強(qiáng)有力的電》茲驅(qū)動裝置來克 服。在DE 3340904 Al中公開了一種開關(guān)裝置，該開關(guān)裝置包括由 兩個(gè)雙臂的肘桿設(shè)置成的壓力彈簧構(gòu)成的復(fù)位彈簧裝置。為此，開關(guān)裝置具有負(fù)的復(fù)位力特征曲線，這也就是說，在^f釬鐵的移動軸線 的方向上作用到銜鐵上的復(fù)位力在開關(guān)裝置的關(guān)閉過程的進(jìn)程中 變小。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種具有改善的彈簧力特性的電》茲開 關(guān)裝置。上述目的根據(jù)本發(fā)明通過具有下述特征的電^茲開關(guān)裝置來實(shí) 現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的電》茲開關(guān)裝置包括在銜鐵上作用的至少一個(gè)第一 復(fù)位彈簧，該第一復(fù)位彈簧在斷開位置中將不為零的保持力施加到銜鐵上，并且該第一復(fù)位彈簧這樣地安置在銜鐵上，即由該第一復(fù) 位彈簧施加到銜鐵上的總力這樣地取決于銜鐵的位置，即總力的相 反于銜鐵的關(guān)閉運(yùn)動的運(yùn)動方向作用的分量在斷開位置中是最大 的。在此，至少一個(gè)第一復(fù)位彈簧^皮安置在位置固定地設(shè)置在開關(guān) 裝置中的第一支承位置和設(shè)置在銜鐵上的第二支承位置之間。這些支位置相關(guān)于平行于賴H失的運(yùn)動方向走向的系統(tǒng)軸線在側(cè)向上 彼此偏移地設(shè)置。至少一個(gè)第一復(fù)位彈簧利用其在滑槽導(dǎo)向件中可 移動的第二支承位置安置在銜鐵上。因此，復(fù)位彈簧相關(guān)于開關(guān)裝置的殼體或者基體以其第一支承 位置來位置固定地安置。在相對于基體移動的《釬鐵上的第二位置沿 著滑槽導(dǎo)向件滑動時(shí)，第一復(fù)位彈簧還相對于基體保持其對準(zhǔn)。換 句話說，第一復(fù)位彈簧僅僅沿著其縱向延伸方向發(fā)生長度的變化， 但是并不相對于基體發(fā)生旋轉(zhuǎn)或者翻轉(zhuǎn)。在此，第 一 復(fù)位彈簧的延伸軸線以有利的方式4黃向于系統(tǒng)軸 線，也就是說橫向于辨f鐵相對于基體的運(yùn)動方向。因此，對于平行 于系統(tǒng)軸線走向的滑槽導(dǎo)向件的部分，在系統(tǒng)軸線的方向中作用到 銜鐵上的力為零。通過該措施，可以實(shí)現(xiàn)路程-力-變化曲線，在該變化曲線中， 在斷開位置可以實(shí)現(xiàn)高的保持力，在關(guān)閉運(yùn)動期間作用到銜鐵上的 復(fù)位力而不會隨著距電磁鐵的間距的縮小或者距斷開位置中的靜 止位置的間距的增大而增大。通過使用滑槽導(dǎo)向件(至少一個(gè)第一復(fù)位彈簧的第二支承位置 安置在該滑槽導(dǎo)向件中)實(shí)現(xiàn)路程-力-變化曲線，其取決于滑槽導(dǎo) 向件的4九道。同時(shí)，彈簧的力作用通過相對于系統(tǒng)軸線的該4九道的 當(dāng)前角度來確定。通過改變該角度，改變在系統(tǒng)軸線的方向上作用 到銜鐵上的力分量的量值。因此可以通過調(diào)整角度來實(shí)現(xiàn)非線性的 力的變化曲線。甚至該力在游f4失的至少一個(gè)運(yùn)動位置、也就是i兌在 斷開和關(guān)閉位置之間的至少一個(gè)位置為負(fù)。因此實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化的路程 -力-變4匕曲線，其可以匹配于相應(yīng)的應(yīng)用情況并且可以與至今在王見有技術(shù)中公開的路程-力-變化曲線顯著不同。因此，通過滑槽導(dǎo)向 件在if各程-力-變化曲線的"&計(jì)方案中產(chǎn)生特別大的可變性。此外， 通過結(jié)合其他的復(fù)位彈簧以及通過相應(yīng)地確定其尺寸來實(shí)現(xiàn)力J各 程-變化曲線的其他的精細(xì)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中給出。


參照附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明。其中圖1-3分別以原理圖示出了接通過程的不同時(shí)間點(diǎn)的根據(jù)現(xiàn)有 技術(shù)的電磁開關(guān)裝置，圖4示出了曲線圖，在該曲線圖中，由復(fù)位彈簧和接觸彈簧施 加的復(fù)位力根據(jù)極面間的間距施加到在圖3中示出的開關(guān)裝置的辨f 鐵上，圖5、圖6借助于示意性的原理圖示出了根據(jù)本發(fā)明的復(fù)位彈 簧裝置的實(shí)施例的工作原理，圖7示出了曲線圖，在該曲線圖中，施加到賴二4失上的復(fù)位力克 月良在圖5、 6中示出的實(shí)施例中的才及面之間的間3巨。
具體實(shí)施方式
才艮據(jù)圖5,可移動地安置在開關(guān)裝置中的、由軟》茲材料構(gòu)成的 辨f4失6在斷開位置纟氏靠在止擋30上，該銜4失通過至少一個(gè)第一復(fù) 位彈簧50以及至少一個(gè)第二復(fù)位彈簧8的作用4氐壓在該止擋上。 第一復(fù)位彈簧50 (其在實(shí)施例中是壓力彈簧)利用其第二支承位置 54穿入到與銜鐵6剛性連接的滑槽導(dǎo)向件70中。在實(shí)施例中，彈簧軸線62橫向于系統(tǒng)軸線58位置固定地設(shè)置在開關(guān)裝置的殼體 中。由第一復(fù)位彈簧50施加的總力F一現(xiàn)在具有相反于關(guān)閉運(yùn)動 的方向56指向的平行于系統(tǒng)軸線58的保持力F,p,。以及垂直于滑槽 導(dǎo)向件70的軌道的分量Fls,。。由第一復(fù)位彈簧50在該彈簧軸線 62的方向上施加的總力F!ges、。與有效作用的保持力Flp,。的比例現(xiàn) 在取決于滑槽導(dǎo)向件70的軌道相對于系統(tǒng)軸線58的當(dāng)前角度(3 。 |3==45。時(shí)，F(xiàn)lges()/Flp、o=l?？偙３至o由第一復(fù)位彈簧50施加的保 持力F^、o和第二復(fù)位彈簧8施加的保持力F2o共同組成。第二復(fù)位彈簧8在結(jié)構(gòu)上對應(yīng)于在現(xiàn)有技術(shù)中描述的復(fù)位彈簧 并且在實(shí)施例中同樣被設(shè)計(jì)成壓力彈簧，其彈簧軸線61平行于運(yùn) 動方向56沖旨向。如果現(xiàn)在銜鐵6在電萬茲鐵1的作用下向著電^茲鐵運(yùn)動，那么隨 著間距d的減小，在滑槽導(dǎo)向件70中導(dǎo)向的第二支承位置54移動 到一個(gè)位置，在該位置上，滑槽導(dǎo)向件70的軌道平行于系統(tǒng)軸線 58。這樣的運(yùn)行狀況在圖6中示出。然后，在相反于運(yùn)動方向56 的方向上由第一復(fù)位彈簧50施加的復(fù)位力F"為零。取決于間距d 的復(fù)位力F,p的變化曲線<又<又取決于相對于系統(tǒng)軸線58的滑槽導(dǎo)向 件70的軌道形狀以及取決于第一復(fù)位彈簧50的彈性常數(shù)和偏壓 力。在圖7中示出了復(fù)位力的變化曲線。〃Mv圖中獲知，在c^H時(shí)得 到的保持力Fo由第一復(fù)位彈簧50的保持力Fip、o和第二復(fù)位彈簧8 的保持力F2o共同組成。曲線a示出了由第二復(fù)位彈簧8施加的復(fù) 位力F2的部分，該復(fù)位力類似于在圖4中示出的力變化曲線隨著增 大的間距d而線性增大。曲線b示出了由第一復(fù)位彈簧50施加的 復(fù)位力F^的變化曲線，該復(fù)位力根據(jù)滑槽導(dǎo)向件70的軌道形狀在 銜鐵歷經(jīng) 一段路程之后的很短時(shí)間內(nèi)就消失。獲得的總復(fù)位力F通過曲線c示出。/人圖中可以獲知，利用第一復(fù)4立彈簧50可以實(shí)雙L 力的變化曲線，在該力的變化曲線中，至少確^呆在關(guān)閉運(yùn)動期間作 用到銜鐵上的復(fù)位力不增加，在實(shí)施例中甚至在整個(gè)路程期間都小 于總保持力FQ。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的該種狀態(tài)通過曲線d示出。在圖5和圖6中示出的實(shí)施例中，除了第一復(fù)位彈簧之外還i殳 置有第二復(fù)位彈簧，如其應(yīng)用在現(xiàn)有技術(shù)中的開關(guān)裝置一樣。然而， 從圖7中可以獲知，復(fù)位彈簧僅僅具有這樣的功能，即在必要的情況下用于補(bǔ)充由第一復(fù)位彈簧帶來的過低的保持力。然后，第二回 壓彈簧的保持力和彈性常數(shù)可以相對于可由第一回壓彈簧提供的總4呆持力的部分來相應(yīng)地降〗氐?；旧弦部梢詫⒁粋€(gè)或者多個(gè)第一 復(fù)位彈簧裝入到開關(guān)裝置中，/人而^f吏銜鐵可以歷經(jīng)開關(guān)路程的4艮大 一部分，而沒有復(fù)位力作用到其上面。在實(shí)施例中，第一和第二復(fù)位彈簧都祐 沒計(jì)成壓力彈簧。原則 上也可以取代壓力彈簧而使用拉力彈簧。一 此外，通過第一復(fù)位彈簧或者多個(gè)第一復(fù)位彈簧的滑槽導(dǎo)向件或合適的支承也可以實(shí)現(xiàn)不 再需要第二復(fù)位彈簧的復(fù)位彈簧裝置。
權(quán)利要求
1.一種電磁開關(guān)裝置，具有電磁鐵(1)和可移動的銜鐵(6)，并且具有在所述銜鐵(6)上作用的至少一個(gè)第一復(fù)位彈簧(50)，所述第一復(fù)位彈簧在斷開位置中將不為零的保持力(F1p，0)作用到所述銜鐵(6)上，并且所述第一復(fù)位彈簧這樣地安置在所述銜鐵(6)上，即由所述第一復(fù)位彈簧施加到所述銜鐵(6)上的總力(F1ges)這樣地取決于所述銜鐵(6)的位置，即所述總力(F1ges)的相反于所述銜鐵(6)的關(guān)閉運(yùn)動的運(yùn)動方向作用的分量(F1p)在斷開位置中是最大的，其中，所述至少一個(gè)第一復(fù)位彈簧(50)被安置在位置固定地設(shè)置在開關(guān)裝置中的第一支承位置(52)和設(shè)置在所述銜鐵(6)上的第二支承位置(54)之間，其中，所述第一支承位置(52)和所述第二支承位置(54)相關(guān)于平行于所述銜鐵(6)的運(yùn)動方向走向的系統(tǒng)軸線(58)在側(cè)向上彼此偏移地設(shè)置，這樣所述至少一個(gè)第一復(fù)位彈簧(50)利用其可在滑槽導(dǎo)向件(70)移動的所述第二支承位置(54)安置在所述銜鐵(6)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁開關(guān)裝置，其中，所述第一復(fù)位彈 簧的延伸軸線橫向于所述系統(tǒng)軸線。
3. 4艮據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電石茲開關(guān)裝置，其中，所述 第一復(fù)位彈簧(50)是壓力彈簧。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電^t開關(guān)裝置，其中，由所 述第一復(fù)位彈簧(50 )施加到所述銜鐵(6 )上的所述總力(Flges) 的所述分量(Flp )在所述銜鐵(6 )的至少一個(gè)運(yùn)動位置為負(fù)。根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電^ 茲開關(guān)裝置，其中，具有 至少一個(gè)第二復(fù)位彈簧，所述第二復(fù)位彈簧的彈簧軸線(61) 平4亍于所述移f4失(6)的所述運(yùn)動方向(56)指向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電磁開關(guān)裝置，其具有電磁鐵(1)和可移動的銜鐵(6)，以及作用在銜鐵(6)上的至少一個(gè)第一復(fù)位彈簧(50)，該第一復(fù)位彈簧在斷開位置中將不為零的保持力(F_1p，0)作用到銜鐵(6)上，并且該第一復(fù)位彈簧這樣地安置在銜鐵(6)上，即由該第一復(fù)位彈簧施加到銜鐵(6)上的總力(F_1ges)這樣地取決于銜鐵(6)的位置，即總力的相反于銜鐵(6)的關(guān)閉運(yùn)動的方向作用(F_1ges)的分量(F_1p)在斷開位置中是最大的。在此，至少一個(gè)第一復(fù)位彈簧(50)被安置在位置固定地設(shè)置在開關(guān)裝置中的第一支承位置(52)和在銜鐵(6)上設(shè)置的第二支承位置(54)之間。至少一個(gè)第一復(fù)位彈簧(50)利用其在滑槽導(dǎo)向件(70)中可移動的第二支承位置(54)安置在銜鐵(6)上。
文檔編號H01H51/06GK101252061SQ20081000703
公開日2008年8月27日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月23日
發(fā)明者安德烈亞斯·克雷茨施馬爾, 沃爾夫?qū)しㄒ翣? 貝恩德·特勞特曼, 賴因哈德·邁爾 申請人:西門子公司