CN105190814B

CN105190814B - 洛伦兹力激活的电开关装置

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Publication number: CN105190814B
Application number: CN201480024748.3A
Authority: CN
Inventors: A.诺伊豪斯; J.赫尔姆赖克; C.豪尔
Original assignee: Tyco Electronics Austria GmbH
Current assignee: Tyco Electronics Austria GmbH
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2018-06-05
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: CN105190814A; EP2782110A1; EP2782110B1; JP2016512919A; WO2014147107A1; US9715985B2; JP6405361B2; US20160012997A1

Abstract

本发明涉及电开关装置(1)，诸如继电器，包括：第一(2)和第二端子(4)；触头子组件(6)，所述触头子组件具有至少两个触头构件、并且构造成从其中所述触头构件(8,10)彼此接触的连接位置(12)移动到其中所述触头构件(8,10)彼此分离开的中断位置(14)；电流通路(16)，在所述触头子组件(6)的连接位置(12)中，所述电流通路(16)从第一端子(2)经由所述触头子组件(6)延伸到第二端子(4)，并且在所述触头子组件(6)的中断位置(14)中被中断。电开关装置(1)还包括洛伦兹力发生器(18)，其包括至少两个导体构件(34,36)，该至少两个导体构件位于所述电流通路(16)中、并布置成产生作用于导体构件(34,36)的洛伦兹力(38)。在本发明中，洛伦兹力(38)被机械地转换为触头子组件(6)中的断开力(40)，该断开力(40)将所述触头子组件(6)偏压到所述中断位置(14)。

Description

洛伦兹力激活的电开关装置

技术领域

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

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。在这一构造中，致动器子组件由洛伦兹力触发，并对用作蓄能器的弹簧构件加载。弹簧构件然后实施触头的实际分离，这可以在电流通路中的电流下降且在触头构件上作用的吸引洛伦兹力下降至低于由被加载的弹簧构件施加的力时发生。

在一个实施方式中，致动器子组件可以包括：致动构件，诸如电磁体；以及电枢，该电枢依赖于电磁体产生的磁场而移动。在这样的致动器子组件中，在电磁体产生的电磁场之外或作为替代，洛伦兹力可以用于驱动致动器。

弹簧构件优选地被操作地在致动器子组件和触头子组件之间互连。弹簧构件通过将致动器子组件从闭合位置被移动到断开位置而被加载，并且可以是导体构件中的一个，诸如触发器弹簧。在这一构造中，触发器弹簧首先由于洛伦兹力而偏转，然后由于致动器子组件的动作而经历另一偏转。在另一构造中，弹簧构件还可以包括过冲弹簧，该过冲弹簧另外由致动器子组件在闭合位置中使用以产生精确限定的接触力，以将触头构件按压在一起。

致动器子组件应该至少在断开位置中是稳定的。这意味着不需要能量来将致动器子组件维持在断开位置。从而，一旦致动器子组件已被洛伦兹力触发时，其可卡接(snapinto)在断开位置。

根据另一有利实施方式，开关装置应该提供邻近洛伦兹力发生器的、特别地邻近可偏转的导体构件的无阻碍的偏转器体积(unobstructed deflector volume)。该偏转器体积优选地构造成接收至少一个导体构件，该至少一个导体构件在触发状态由洛伦兹力偏转。

本发明也可以通过用于致动电开关装置的方法执行。根据本发明的方法，电流沿着电流通路提供以产生洛伦兹力，该洛伦兹力被用以将触头构件移动分开和/或将触头构件移动到一起。如上所述，洛伦兹力可以对弹簧构件加载，并且弹簧构件然后可以推动触头构件分开。后一方面可以通过使用致动器子组件实现，并且其导致级联动作：首先，产生洛伦兹力，然后洛伦兹力对弹簧构件加载。最后，弹簧构件将断开力引导到触头构件上。由此，洛伦兹力可以通过中间弹簧构件转换为断开力。代替弹簧构件，可以使用其它类型的力转换器或者辅助装置。该构造对于实现安全释放机构是特别有用的，如果高电流、诸如过流存在于电流通路中，该安全释放机构在触头子组件处中断电流通路。通过中断电流通路，通过保持电路或者机械的电流分隔，连接到电开关装置的电路或者机械可被保护以免受过流影响。导体构件因洛伦兹力产生的偏转行程可用作过流的度量。

如果超过最小偏转则弹簧构件可被加载，和/或弹簧构件可以用作蓄能器，以在触头子组件中的洛伦兹力已经降到断开力之下后，将触头构件撬开。这种顺序可确保在触头构件分离之前，过流已经减小到预先确定的值。由此，在断开过程中触头构件之间开关电弧的产生可被降低，或者甚至避免。

通过使断开力适于洛伦兹力，如果接近于零或者甚至准确为零的电流流过电流通路，则触头构件能够远离彼此移动。在下文中，使用附图参考实施方式示例性地描述本发明。根据上述改进，将清楚，实施方式中的各特征以它们的组合示出仅是为了说明。对于具体应用，如果各特征的如列出的相关优点不需要，则单个特征可以省略。

附图说明

在图中：

图1示出了在连接位置的根据本发明的电开关装置的示意性侧视图；

图2示出了在中断位置的图1的电开关装置的示意性侧视图；

图3示出了在触发状态的图1和2中的电开关装置的示意性侧视图；

图4示出了在触发状态的图1至3中的电开关装置。

图5示出了由电开关装置关断的电流的瞬态发展的示意图；和

图6示出了如在根据本发明的电开关装置中使用的触发器弹簧的示意图。

具体实施方式

首先，将参考图1和2描述根据本发明的电开关装置的构造。在图2中，为清楚起见，省略了图1中的一些附图标记。电开关装置1包括第一端子2和第二端子4，第一端子2和第二端子4可以电连接到机械或者电路(均未示出)。

电开关装置1进一步包括触头子组件6，触头子组件6包括至少两个触头构件8、10。触头子组件6可以从其中触头构件8、10彼此接触的连接位置12移动到图2所示的中断位置14。在中断位置14，触头构件8、10彼此分离开。

在连接位置，电流通路16在连接位置12中在第一和第二端子2、4之间延伸。由此，电流可以在第一和第二端子2、4之间沿着电流通路16流动。在中断位置，电流通路在触头子组件处中断，没有电流可在端子2、4之间流动。

电开关装置1进一步包括洛伦兹力发生器18，稍后将参考图3和4进行说明。洛伦兹力发生器18可以串联连接到触头子组件6。它可以在电流通路16中位于触头子组件6之前或之后。

如图1和2所示，电开关装置1可以另外包括致动器子组件20，致动器子组件20可以构造成将触头子组件6从连接位置12驱动到中断位置14，以及驱动回。

致动器子组件20包括作用于电枢24的电磁驱动系统22，电枢24依赖于电磁驱动系统22产生的电磁场而移动。在开关信号施加到至少一个控制终端26时，致动器子组件可被驱动。

致动器子组件20在图2中示出为处在断开位置28，断开位置28关联于洛伦兹力发生器18失活(inactive)时的触头子组件6的中断位置14。致动器子组件20的闭合位置30关联于触头子组件6的连接位置12，见图1。

致动器子组件20至少在断开位置28是单稳的。由此，如果无外力作用于致动器子组件20上或者无外部能量供给到控制终端26，则致动器子组件20稳定地停靠在断开位置28。在其它变形中，致动器子组件20可具有多于一个稳定位置，即可以是双稳或三稳的，或者可具有更多的稳定状态。在双稳构造中，闭合位置30也可以是稳定的。

在本示例中，致动器子组件20的稳定性以如下方式实现：将磁体32、例如永磁体设置在电枢24附近，使得电枢24保持由磁体32吸引在中断位置14。磁体32之外的其它装置，诸如弹簧，也可以引起稳定的断开位置28。为获得闭合位置30，电磁驱动系统22的电磁场减退会是足够的，使得磁体32的吸引力自动地将电枢24移动到如图2所示的断开位置30。

为将电枢24从断开位置28移动到闭合位置30，电磁驱动系统22必须建立电磁场，该电磁场对电枢24施加反作用于磁体32的吸引力的力。如果电磁驱动系统22产生的力克服磁体32的吸引力，电枢24将移动到闭合位置30，并由此将触头子组件6从中断位置14驱动到连接位置12。电开关装置1在连接位置12和中断位置14之间的可动性以双头箭头A指示。在下文中，参考图3和4说明洛伦兹力发生器18的构造。为使得附图简单，已经省略了图1和2中的一些附图标记。

图3示出了在连接位置的触头子组件6，以及在闭合位置12的致动器子组件20。洛伦兹力发生器18包括至少两个导体构件34、36。导体构件34、36优选地位于电流通路16中。如果沿着电流通路16施加电流，产生作用在导体构件34、36之间的洛伦兹力38。洛伦兹力的方向取决于导体构件34、36中的电流方向。如果导体构件34、36中的电流方向相同，则洛伦兹力38将作用为将导体构件34、36吸引到彼此。由此，洛伦兹力38可以作为断开力40直接作用于触头子组件6。在所示的实施方式中，导体构件34中的电流方向与导体构件36中的电流方向相反。由此，洛伦兹力38将推动导体构件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。

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。

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。

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1中。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

过冲弹簧50和导体构件30一起形成致动杆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1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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

图5示例性地示出了电流I-时间t的特性。在时刻t₁，发生过流I_O。在存在过流I_O时，开关装置1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撬开触头，并中断电流通路16。由此，从时刻t₂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＝0。

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1可用于AC和DC应用两者。

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。

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。

触发器弹簧48的柔性必须依据引起触发状态的过流I_O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。

在图6中，触发器弹簧38被示出，而没有开关装置1的其它元件。

对于大电流，触发器弹簧48可以分为两个或更多个平行部段。兼作触头弹簧的触发器弹簧38可以设有两个触头构件8和与固定端相反的过冲弹簧50。在位于触发器弹簧38的两个相邻末段60之间的中段58中，可偏转性可以提高，如成形区域所示的。

如果触发器弹簧48包括两个或更多层62、64，则所述层可以在中段58处分开，例如通过使层56弯曲而保持层62、64笔直来实现。这将确保触发器弹簧30的高柔性，而不管高电流需要的大横截面。

附图标记

1 电开关装置

2 第一端子

4 第二端子

6 触头子组件

8 触头构件

10 触头构件

12 连接位置

14 中断位置

16 电流通路

18 洛伦兹力发生器

20 致动器子组件

22 电磁驱动系统

24 电枢

26 控制终端

28 断开位置

30 闭合位置

32 磁体

34 (可偏转)导体构件

36 导体构件

38 洛伦兹力

40 断开力

41 闭合力

42 力-磁通路径

43 致动力

44 固定端

46 可移动端

48 触发器弹簧

50 过冲弹簧

52 杆

54 箭头

56 弹簧构件

57 偏转器体积

58 触发器弹簧的中段

60 触发器弹簧的末段

62、64 触发器弹簧的层

Claims

1.一种电开关装置(1)，包括：

第一和第二端子(2,4)，

触头子组件(6)，所述触头子组件具有至少两个触头构件，并且构造成从其中所述触头构件(8,10)彼此接触的连接位置(12)移动到其中所述触头构件(8,10)彼此分离开的中断位置(14)，

电流通路(16)，在所述触头子组件(6)的连接位置(12)中，所述电流通路(16)从第一端子(2)经由所述触头子组件(6)延伸到第二端子(4)，并且在所述触头子组件(6)的中断位置(14)中被中断，

洛伦兹力发生器(18)，所述洛伦兹力发生器(18)包括至少两个导体构件(34,36)，所述至少两个导体构件(34,36)位于所述电流通路(16)中、并且布置成产生作用于所述导体构件(34,36)上的洛伦兹力(38)，其中，在触发状态，所述导体构件(34,36)中的至少一个构造成通过所述洛伦兹力(38)相对于无电流状态被偏转，

并且其中，所述洛伦兹力(38)被机械地转换为所述触头子组件(6)中的断开力(40)，所述断开力(40)将所述触头子组件(6)偏压到所述中断位置(14)。

2.根据权利要求1所述的电开关装置(1)，其中，可偏转的导体构件(34)设有固定端(44)和与所述固定端相反的可移动端(46)。

3.根据权利要求2所述的电开关装置(1)，其中，所述可偏转的导体构件(34)是触发器弹簧(48)，其构造成通过所述洛伦兹力(38)弹性变形。

4.根据权利要求1所述的电开关装置(1)，其中，设有可枢转的致动杆(52)，所述致动杆(52)由所述洛伦兹力(38)驱动。

5.根据权利要求4所述的电开关装置(1)，其中，所述触头子组件(6)用作于所述致动杆(52)的支承点。

6.根据权利要求1所述的电开关装置(1)，其中，被偏转的导体构件(34)由所述触头子组件(6)支撑。

7.根据权利要求1所述的电开关装置(1)，其中，所述至少两个导体构件(34,36)固定到彼此。

8.根据权利要求1所述的电开关装置(1)，其中，所述洛伦兹力发生器(18)的所述至少两个导体构件(34,36)平行于并且邻近于彼此延伸。

9.根据权利要求1所述的电开关装置(1)，其中，所述电开关装置(1)进一步包括致动器子组件(20)，所述致动器子组件适于由所述洛伦兹力(38)从闭合位置(30)驱动到断开位置(28)、并且被操作地连结到触头子组件(6)以将所述触头子组件至少从所述中断位置(14)驱动到所述断开位置(28)，并且其中设有弹簧构件(56)，如果所述致动器子组件(20)处于所述断开位置(28)并且所述触头子组件(6)处于所述连接位置(12)，则所述弹簧构件(56)产生断开力(40)。

10.根据权利要求9所述的电开关装置(1)，其中，所述弹簧构件(56)包括所述导体构件(34,36)中的至少一个。

11.根据权利要求9所述的电开关装置(1)，其中，所述致动器子组件(20)在所述断开位置(28)是稳定的。

12.根据权利要求1所述的电开关装置(1)，其中，所述电开关装置(1)进一步包括邻近所述洛伦兹力发生器(18)的无阻碍的偏转器体积(57)。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的电开关装置(1)，其中电开关装置(1)是继电器。

14.一种用于致动如权利要求1-13中任一项所述的电开关装置(1)的方法，通过使用洛伦兹力移动触头构件(8,10)分离和/或将触头构件(8,10)移动到一起。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述洛伦兹力(38)对弹簧构件(56)加载，并且所述弹簧构件使所述触头构件(8,10)远离彼此移动。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中如果电流通路(16)中的电流准确地或者近似地为零，则所述触头构件(8,10)远离彼此移动。