CN105378885A - 带有密封构造的用于电开关元件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于电开关元件(1)的装置，包括：开关腔(3)，用于接收触头(5)，触头(5)能够接通和/或断路；至少一个可移动的推进元件(13)，该推进元件(13)通过开关腔(3)的开口(11)伸出，以使触头(5)断路或者接通；和密封构造(15)，其围绕推进元件(13)，所述开口(11)至少在推进元件(13)的终点位置(E)被密封构造(15)密封，该密封构造(15)具有围绕开口(11)的环形隆起部(23)和在推进元件(13)上的环状凸缘(25)。为提供如下用于电开关元件(1)的装置，该装置能够迅速且有效地消除任何电弧并且保护开关腔(3)外的元件免受电弧形成的等离子体影响，同时又提供了特别紧凑、可以便宜地生产的电开关元件，本发明使环状凸缘(25)在推进元件(13)的终点位置(E)邻接环形隆起部。

Description

带有密封构造的用于电开关元件的装置
技术领域
本发明涉及用于电开关元件的装置，所述装置包括：用于接收触头的开关腔，所述触头能够接通和/或断路；至少一个可移动的推进元件，其伸出通过开关腔的开口以断路或者接通触头；和围绕推进元件的密封构造，该密封构造至少在推进元件的终点位置密封开口，并且该密封构造具有围绕所述开口的环形隆起部和在所述推进元件上的环状凸缘。
背景技术
电开关元件，诸如继电器或者接触器，是在电气工程中长久使用的标准部件。当触头断路时，特别地在高电流强度下，经常在触头之间形成电弧。电弧形成是有问题的，一方面因为电弧是导管(conduits)，从而只要存在电弧，则电路并未中断，而且在另一方面，因为电弧的热等离子体可损伤开关腔内部与外部的电开关元件的部件。这导致电开关元件的使用寿命减小。
发明内容
由此本发明寻求提供一种用于电开关元件的装置，其利于消除任何电弧，且提高了电开关元件的使用寿命，而不增大制造成本。
本发明通过在推进元件处于它的终点位置时使环状凸缘邻接环形隆起部而为前述的用于电开关元件的装置实现了这个目的。
当触头完全断路时，推进元件达到终点位置。本发明方案的优点在于，在触头已经分开之后，密封构造有效地密封开关腔开口。这将开关腔中电弧产生的任何等离子体保持在开关腔内部。这防止了对于开关腔外部的电开关元件部件的破坏。因为等离子体和围绕等离子体的热气体被局限于开关腔的体积，在电弧形成之后短时间内积累起增大压力，有效了促进了电弧消除。这中断了电流，并减小了对于开关腔内部部件的任何不利作用。
本发明方案能够进一步通过各种实施方式改进，其中每个实施方式本身是有利的，能够根据需要彼此组合。这些实施方式和相关优点将如下描述。
根据第一有利实施方式，密封构造的固定部分可以围绕开口延伸。固定部分可以特别地形成为围绕开口的壁的部分。固定部分可以充当密封构造的另一部分的配对物。
为就空间而言经济地设置密封构造的元件，而不为接收密封构造增大开关腔的总尺寸，具有开口的壁部段可以设置在开关腔后面。
环形隆起部可以特别地是密封构造的固定部分的部分。如果环形隆起部由与围绕其的开关腔壁相同的材料制成，则它用以增强围绕开口的区域中的壁。
为了获得特别紧凑的开关腔，环形隆起部可以凸出到开关腔中。
为了获得特别有效的密封，环状凸缘可以相对于推进元件的其余部分平行于开口的平面凸出。
为了开关腔的特别紧凑的构造，围绕开口的壁的部段可以以相当于环状凸缘厚度的距离设置在开关腔后面。
为了确保良好密封，环状凸缘可以在终点位置与开口完全地重叠，从而完全地闭合开口。
如果密封凸缘邻接环形隆起部，则彼此接触的环状凸缘表面和环形隆起部表面形成密封表面。
为了获得特别稳定且同时易于生产的密封装置，环状凸缘可以与推进元件成一体。
特别紧凑且结构简单的电开关元件可以通过将环状凸缘在背向开口一侧上与触头在功能上联接而获得。环状凸缘的背向开口的一侧可以特别形成为电开关元件的张力弹簧的支承表面。张力弹簧可用以偏压触桥。
根据进一步有利实施方式，阻尼构造可以设置在开口的背向开关腔的一侧上，以在向终点位置转换期间吸收推进元件的动能。当推进元件以高速操作时，阻尼构造可以减少材料上的应力，同时减小转换元件的任何转换噪声的量。
特别简单构造的紧凑密封构造可以通过至少部分地从弹性材料生产环形隆起部且将其制成为密封构造的部分来获得。
为从弹性材料生产环形隆起部以及同时获得稳定的开关腔，至少围绕壁和环形隆起部的开关腔的壁可以通过多部件注射成型生产出，由此与开关腔壁的其余部分相比，环形隆起部可以由更弹性材料制成。
特别简单地生产的开关腔可以通过将开关腔壁的至少部分从弹性材料生产来获得。
为获得特别良好的阻尼，阻尼构造可以包括能够弹性地偏离开关腔的壁部段。
这一可弹性偏离的壁部段可具有环形区域，与壁的其余部分相比，该环形区域的壁强度减小。这能够增大可弹性偏离的壁部段的弹性。
根据附加的有利实施方式，阻尼构造可具有在可弹性偏离的壁部段和电开关元件中邻近开关腔的元件之间的空间，用于可弹性偏离的壁部段的移动。该移动空间可特别地构造为平行于开口的平面的间隙，在电开关元件紧凑时允许可弹性偏离的壁部段的移动，以便电开关元件的另一元件连接到开关腔。
为了同时增强密封和阻尼，阻尼构造可具有在移动空间中的环状辅助密封元件，推进元件穿过该环状辅助密封元件。
开关腔开口的快速密封可以通过使得辅助密封元件水平地可移动到开口平面并且使得它至少在推进元件向终点位置的转换期间邻接移动空间的与开关腔相对的内侧来获得。辅助密封元件由此是阻尼构造的部分且是密封构造的部分。在推进元件达到它的终点位置之前，辅助密封元件可以通过开关腔中的正压力被按压到移动空间中的与开关腔相对的内侧上。
根据另一有利实施方式，辅助密封元件可以构造为压配合元件，该压配合元件被压入配合在移动空间中。
压配合元件在一方面用以提供密封，因为它被按压到移动空间中且紧密地围绕推进元件，从而在推进元件的每个位置密封开关腔开口。如果它由弹性可变形的材料制成，它还用以提供阻尼，因为可弹性偏离的壁部段直接邻接弹性可变形的压配合元件，并且当它沿移动空间的方向偏离时，它的移动被压配合元件吸收。
通过使得压配合元件形成用于推进元件的引导部，能够获得特别可靠的电开关元件。
本发明在下面参考各种实施方式和相关附图举例更详细地说明。在实施方式中举例示出的特性的组合可按以上所述扩展为包括与本发明构造的专门应用所需的特性相对应的进一步特性。如上所述，如果相关特性的作用在专门应用中不重要的话，描述的实施方式的单独特性也可省略。
附图说明
在附图中，具有相同功能和/或结构的元件总是具有相同的附图标记。
附图示出如下：
图1是根据有利实施方式的电开关元件的一部分的示意性横截面；
图2是根据图1所示实施方式的密封构造的横截面；
图3是根据另一有利实施方式的密封构造的横截面；
图4是根据另一有利实施方式的密封构造的横截面；
图5是根据另一有利实施方式的密封构造的横截面。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的电开关元件1的装置的实施方式的一部分的横截面。用于电开关元件1的装置包括开关腔3。开关腔3包含触头5。所示的触头装置7构造为触头桥的形式，用以连接两个触头5，其仅是能够断路和/或接通的触头5的示例。
开口11在开关腔3的壁9中。推进元件13伸出通过开口11，进入开关腔3。推进元件13在功能上与触头5相联接。在图1中，推进元件13在它的终点位置E。推进元件13由密封构造15围绕。在推进元件13的终点位置E，开口11由密封构造15密封。在终点位置E，开关腔3的内部17与开关腔外部的区域19隔离。
密封构造15具有固定部分21。固定部分21围绕开口11以环状延伸，并且是壁9的部分。包含开口11的壁部段24也包含固定部分21，且设置在开关腔3后面。固定部分21形成为环形隆起部23。在本示例性实施方式中，圈23形成为使得壁9加厚。但是，圈23也可以由邻接壁9的附加元件形成。圈23伸出到开关腔中。
密封构造15具有在推进元件13上的环状凸缘25。凸缘25相对于推进元件13的其余部分平行于开口11的平面27伸出。
密封构造15的结构和功能将在图2中进一步描述。
图2示出了图1的根据本发明的密封构造的放大横截面。
具有开口11的部段24近似以凸缘25的厚度29设置在开关腔3后面。这一距离31由此粗略地对应于凸缘25的厚度29。环状凸缘25在终点位置E邻接环形隆起部23，且完全地与开口11重叠。这完全地密封开关腔3。凸缘25的面向固定部分21的一侧形成密封表面33；圈23的面向凸缘25的一侧形成密封表面33'。在终点位置E，密封表面33和33'邻接彼此，由此密封开关腔3。
如果推进元件从其中触头5接通的一个转换位置(未示出)沿着断开方向O移动到终点位置E，则环形隆起部23可以用作凸缘25的止挡，由此限定推进元件13的终点位置E。为在凸缘25碰撞圈23时减小作用在壁部段24的材料上的应力，电开关元件1的邻近开关腔3的元件35可以邻接开关腔3上的部段24的外侧37。相邻的元件35然后可以吸收推进元件23的一部分动能。
电开关元件1可具有阻尼构造39。在特别简单生产的实施方式中，圈23是阻尼构造39的部分。为此，圈23可以由软材料或者弹性材料制成，或者壁部段24可以由弹性材料制成。
在变形例(未示出)中，凸缘25可以直接邻接电开关元件1的弹簧元件41。凸缘25的背向壁9的一侧可构造为使得弹簧元件41可以直接由其支撑。特别地，环状凸缘25可具有比弹簧元件41大的直径。
图3示出了根据本发明的电开关元件1的密封构造的另一实施方式。
邻近开关腔3的元件35部分地设置在开关腔3后面，以便移动空间43形成在壁部段24和邻近元件35之间。移动空间43围绕推进元件13以环状延伸。壁9的开关腔3具有可弹性偏离的壁部段45。壁部段45可以是具有开口11的壁部段24的部分，或者与之相同。可弹性偏离的壁部段45可以弹性地偏离到移动空间43中。壁部段45由此用以在其休息位置吸收推进元件13的移动。移动空间43和壁部段45是密封构造39的部分。壁部段45可具有环形区域49，环形区域49的壁厚大于壁9其余部分，以提高其弹性。
邻近元件35沿背离开关腔3的方向定界移动空间43。邻近元件35可以例如由推进系统(未示出)的部分制成。邻近元件35可以例如是围绕推进元件13的线圈铁心的部分。壁9可在面向邻近元件35的一侧上具有接收槽沟47，接收槽沟47可以围绕开口以环形方式延伸。槽沟47可以用来紧固和对准邻近元件35。通过与壁9的其余部分相比减小的壁厚，槽沟47可形成环形空间49。
图4示出了根据本发明的电开关元件1的另一实施方式的部分。图4示出了在其终点位置E之外的推进元件13。
移动空间43包含环状辅助密封元件51。辅助密封元件51被推进元件13穿过。辅助密封元件51的内径53小于开口11的内径。辅助密封元件51可以构造为使得它紧密地围绕推进元件13。
辅助密封元件51的厚度57可以小于移动空间在平行于推进元件13的断开方向O的方向上的宽度59。辅助密封元件51不以固定方式与推进元件13相连，并且能够在移动空间43中平行于断开方向O移动。辅助密封元件51是密封构造15的部分且是阻尼构造39的部分。
辅助密封元件51的功能如下所述：如果推进元件13在转换位置(未示出)，则辅助密封元件51的位置在移动空间43中是未定的。如果触头断路并且在开关腔3中形成电弧(未示出)，则由开关腔3内的电弧加热的气体试图经由开口11离开开关腔3。气体通过开口11的移动能够将辅助密封元件51按压到移动空间的与开口11相对的内侧60上。辅助密封元件51则邻接内侧60。因为辅助密封元件51围绕推进元件13，移动空间43围绕与开关腔3外部的区域19隔离开，且因此开关腔3的内部17也与开关腔3外部的区域19隔离开。
在推进元件13达到它的终点位置E之前，辅助密封元件51已经密封开关腔3。如果推进元件13迅速地沿断开方向O移动，则凸缘25将碰撞固定部分21。这使得可弹性偏离的壁部段45移动到移动空间43中，并且会碰撞辅助密封元件51。辅助密封元件51可以由弹性材料制成，且有效地吸收壁部段45的移动。如果推进元件13已经达到它的终点位置E(未示出)，则除了与内侧60邻接的辅助密封元件51提供的密封之外，开关腔3附加地由于环状凸缘25邻接固定部分21而被关闭和密封。
图5示出了根据本发明的电开关元件1的另一实施方式的部分。辅助密封元件51形成为压配合元件61。
压配合元件61的厚度63至少对应于移动空间43的宽度59。如果压配合元件61的厚度63大于空间43的宽度59，则压配合元件61因壁部段45施加的压力而被压配合到空间43中，且邻接壁部段24的外侧37以及与开口11相对的内侧60二者。
因为压配合元件61紧密地围绕推进元件13，压配合元件61是在推进元件13的每个位置都将开关腔3从开关腔3外部的区域19密封隔离的永久密封。压配合元件61由此是密封构造15的部分。如果压配合元件61本身由弹性可变形的材料制成，则它额外地用作阻尼构造39的部分，因为它有效地吸收可弹性偏离的壁部段45到空间43中的移动。壁部段45直接邻接压配合元件61。
因为压配合元件61被强制保持在空间43中，它能够形成用于推进元件13的额外引导部。这能够增强电开关元件1的可靠性。压配合元件61可以例如借助于它的尺寸或者材料性质配备，使得它在增大的力的作用下只能够垂直于断开方向O移动。特别地，它可以构造为使得，在组装的电开关元件1的首次操作时，生产和/或组装中的不精确通过如下事实补偿：当推进元件13移动时，压配合元件61在移动空间中垂直于断开方向O初始地移动一定距离，直至推进元件13布置在可以由电开关元件中的额外元件规定的位置中。压配合元件61垂直于断开方向O的可动性由此确保了：在电开关元件1的进一步操作期间，推进元件能够移动，而无在断开方向O上的以及在断开方向O的相反方向上的张力。
附图标记
1 电开关元件
3 开关腔
5 触头
7 触头装置
9 壁
11 开口
13 推进元件
15 密封构造
17 内部
19 开关腔外部的区域
21 固定部分
23 环形隆起部
24 壁部段
25 环状凸缘
27 开口的平面
29 环状凸缘的厚度
31 位移
33,33’ 密封表面
35 邻近元件
37 外侧
39 阻尼构造
41 弹簧元件
43 移动空间
45 可偏离的壁部段
47 接收槽沟
49 环形区域
51 辅助密封元件
53 密封元件的内径
55 开口的内径
57 密封元件的厚度
59 移动空间的宽度
61 压配合元件
60 内侧
63 压配合元件的厚度
E 终点位置
O 断开方向

Claims (15)

1.一种用于电开关元件(1)的装置，包括：开关腔(3)，所述开关腔(3)用于接收触头(5)，所述触头(5)能够接通和/或断路；至少一个可移动的推进元件(13)，其通过所述开关腔(3)的开口(11)伸出，以断路或者接通所述触头(5)；和密封构造(15)，所述密封构造(15)围绕所述推进元件(13)，且通过所述密封构造(15)至少在所述推进元件(13)的终点位置(E)密封所述开口(11)，所述密封构造(15)具有围绕所述开口(11)的环形隆起部(23)和在所述推进元件(13)上的环状凸缘(25)，其特征在于，所述环状凸缘(25)在所述推进元件(13)的所述终点位置(E)邻接所述环形隆起部(23)。
2.根据权利要求1所述的用于电开关元件(1)的装置，其特征在于，所述密封构造(15)的固定部分(21)围绕所述开口(11)延伸。
3.根据权利要求1或2所述的用于电开关元件(1)的装置，其特征在于，具有所述开口(11)的壁部段(24)定位在所述开关腔(3)后面。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的用于电开关元件(1)的装置，其特征在于，所述环形隆起部(23)是所述密封构造(15)的固定部分(21)的一部分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于电开关元件(1)的装置，其特征在于，所述环形隆起部(23)伸到所述开关腔(3)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于电开关元件(1)的装置，其特征在于，所述环形隆起部(25)与所述推进元件(13)成一体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于电开关元件(1)的装置，其特征在于，所述环状凸缘(25)在背向所述开口(11)的一侧上与触头(5)在功能上相联。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于电开关元件(1)的装置，其特征在于位于所述开口(11)的背向所述开关腔(3)的一侧上的阻尼构造(39)，所述阻尼构造(39)用以在向所述终点位置(E)转换期间吸收所述推进元件(13)的动能。
9.根据权利要求8所述的用于电开关元件(1)的装置，其特征在于，所述环形隆起部(23)至少部分地由弹性材料制成，并且是所述阻尼构造(39)的一部分。
10.根据权利要求8或9所述的用于电开关元件(1)的装置，其特征在于，所述阻尼构造(39)具有壁部段(45)，该壁部段(45)能够从所述开关腔(3)弹性地偏离。
11.根据权利要求10所述的用于电开关元件(1)的装置，其特征在于，可弹性偏离的壁部段(45)具有环形区域(49)，所述环形区域(49)围绕所述开口(11)且具有与壁的其余部分相比减小的壁厚。
12.根据权利要求10或11所述的电开关元件(1)，其特征在于，所述阻尼构造(39)可具有在可弹性偏离的壁部段(45)和所述电开关元件(1)的邻近所述开关腔(3)的元件(35)之间的用于可弹性偏离的壁部段(45)的移动的移动空间(43)。
13.根据权利要求12所述的电开关元件(1)，其特征在于，阻尼构造(39)具有在移动空间(43)中的环状辅助密封元件(51)，所述推进元件(13)穿过该环状辅助密封元件(51)。
14.根据权利要求13所述的电开关元件(1)，其特征在于，所述辅助密封元件(51)能够垂直于所述开口(11)的平面(27)移动，并且至少在所述推进元件向所述终点位置(E)的转换期间，所述辅助密封元件(51)邻接所述移动空间(43)的与所述开关腔(3)相对的内侧(60)。
15.根据权利要求13所述的电开关元件(1)，其特征在于，所述辅助密封元件(51)构造为弹性地可变形的或者刚性压配合的元件(61)，被强制保持在所述移动空间(43)中。
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