CN109314015A - 电气继电器装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于电气继电器装置的载体子组件(126)，包括柱塞(132)和轴(134)。所述柱塞由铁磁材料形成。所述柱塞具有在所述柱塞的顶侧(138)和底侧(140)之间延伸的大致圆柱形形状。所述轴在接触端(142)和相对的柱塞端(144)之间延伸。所述轴直接固定到所述柱塞，在所述轴和所述柱塞之间没有将所述轴固定到所述柱塞的分立部件。所述轴和所述柱塞配置为在所述电气继电器装置内一起移动。所述轴的包括所述接触端的一区段从所述柱塞的顶侧凸出，以用于固定到所述电气继电器装置的可移动触头。

Description

电气继电器装置
技术领域
本文的主题总体上涉及电气继电器装置。电气继电器装置通常是电气操作的开关，用于控制流过从电源到一个或多个其他电气元件的电路的电流存在或不存在。例如，电源可以是一个或多个电池。一些电气继电器使用电磁体来机械地操作开关。电磁体可以相对于一个或多个固定触头物理地移动可移动的电触头。当可移动触头接合一个或多个固定触头时，可移动的电触头可形成或闭合电路(允许电流流过电路)。使可移动的电触头远离(多个)固定触头移动会断开或打开电路。
背景技术
至少一些电气继电器装置包括至少靠近电磁体设置的铁磁元件，使得感应磁场在铁磁元件上施加磁力，该磁力使铁磁元件相对于电磁体平移。铁磁元件联接到轴，该轴从铁磁元件延伸到可移动的电触头。轴联接到铁磁元件和可移动的电触头两者。因此，由于感应电场引起的铁磁元件的运动引起轴和可动的电触头朝向和远离固定触头的运动，形成或断开电路，如上所述。
已知的电气继电器装置具有一些缺点。例如，在一些已知的电气继电器装置中，轴和铁磁元件之间的联接是经由单独的紧固件实现的。使用附加的紧固件将轴联接到移动的电触头。在一些已知的继电器装置中使用的特定的紧固件是保持环，例如E形夹或C形夹。但是，由于保持环是单独的紧固件，其安装成与分立部件接合，因此保持环易于移出位置，甚至完全脱离部件。电气继电器装置可以用在车辆上，例如火车和汽车。在使用期间遇到的振动和其他力和/或在组装期间不正确的安装可能导致保持环松动、脱出并最终脱落。此时，轴可能与铁磁元件和/或可移动的电触头分离。在任何一种情况下，可移动的电触头将不再经由轴间接地联接到铁磁元件，使得铁磁元件的平移不会控制可移动的电触头的移动，并且电气继电器装置将停止工作直到更换紧固件或新的紧固件。
仍然需要一种电气继电器装置，其不使用将轴联接到可移动的电触头和铁磁元件的单独的紧固件。
发明内容
上述技术问题的解决方案由本文所公开的一种用于电气继电器装置的载体子组件提供，其包括柱塞和轴。所述柱塞由铁磁材料形成。所述柱塞具有在所述柱塞的顶侧和底侧之间延伸的大致圆柱形形状。所述轴在接触端和相对的柱塞端之间延伸。所述轴直接固定到所述柱塞，在所述轴和所述柱塞之间没有将所述轴固定到所述柱塞的分立部件。所述轴和所述柱塞配置为在所述电气继电器装置内一起移动。所述轴的包括所述接触端的一区段从所述柱塞的顶侧凸出，以用于固定到所述电气继电器装置的可移动触头。
附图说明
现在将参照附图以举例的方式描述本发明，在附图中：
图1是根据实施例形成的电气继电器装置的前部截面图。
图2是图1的电气继电器装置的前部截面图，致动器组件处于第二位置。
图3是根据实施例的电气继电器装置的载体子组件的透视图。
图4是根据实施例的电气继电器装置的致动器组件的前视图，各种附加的部件安装在其上。
图5是根据实施例的电气继电器装置的载体子组件的截面图。
图6是根据替代实施例的电气继电器装置的载体子组件的截面图。
具体实施方式
图1是根据实施例形成的电气继电器装置100的前部截面图。电气继电器装置100是电气操作开关。例如，电气继电器装置100用于控制流过电路的电流的存在或不存在。电气继电器装置100可以闭合(或形成)电路以允许通过电路的电流，并且电气继电器装置100可以打开(或断开)电路以停止通过电路的电流。电气继电器装置100被操作为选择性地闭合和打开电路。可选地，电路可以在系统中的系统电源102和电气负载104之间提供导电路径。该系统可以是车辆，例如火车车厢、汽车、越野车辆等。当电气继电器装置100闭合电路时，来自系统电源102的电流流到电气负载104以给电气负载104供电。例如，系统电源102可以是一个或多个电池。电气负载104可以是系统内的一个或多个电气部件，例如照明系统、电动机、加热和/或冷却系统等。在实施例中，电气继电器装置100可以安装在车辆内，以控制从电池(或一系列电池)到车辆上的电气部件(例如，前灯、内灯、收音机，导航显示器，等)的电流，从而为电气部件供电。替代地或附加地，电路可以提供电能从电气负载104流到电源102的导电路径，以便对电源102再充电。例如，在再生制动期间，能量被转换成电流，该电流可以从制动器通过电气继电器装置100路由到车辆的(多个)电池。
电气继电器装置100包括外壳106和外壳106内的各种部件。继电器装置100包括保持在外壳106内的两个固定触头108。固定触头108彼此间隔开，以防止电流在两个固定触头108之间直接流动。继电器装置100还包括外壳106内的线圈110。线圈110电连接到继电器电源112，继电器电源112向线圈110提供电能以便感应磁场。操作继电器电源112以选择性地控制由通过线圈110的电流感应的磁场。在实施例中，线圈110与外壳106内的固定触头108间隔开。例如，在所示的实施例中，线圈110靠近外壳106的电磁区域116中的外壳106的安装端114设置。另一方面，固定触头108更靠近外壳106的电路区域120内的外壳106的顶端118设置。如本文所使用的，诸如“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“左”和“右”的相对或空间术语仅用于区分所引用的元件，并且不一定需要在电气继电器装置100中或在电气继电器装置100的周围环境中的特定的位置或取向。
电气继电器装置100还包括外壳106内的致动器组件122。致动器组件122部分地设置在线圈110内。致动器组件122包括可移动触头124，其联接到载体子组件126。可移动触头124联接到载体子组件126，使得可移动触头124随着载体子组件126移动。可移动触头124位于外壳106的电路区域120内，而载体子组件126的一部分位于由线圈110围绕的电磁区域116内。在实施例中，致动器组件122配置为基于由通过线圈110的电流引起的磁场的存在或不存在而沿着致动轴线128在第一位置和第二位置之间移动。例如，致动器组件122通过朝向和远离外壳106的顶端118平移而沿致动轴线128移动。致动器组件122通过作用在载体子组件126上的磁力移动。例如，当继电器电源112向线圈110施加电流时，通过线圈110的电流感应出作用于位于外壳106的电磁区域116内的载体子组件126的部分上的磁场，使得载体子组件126和与其联接的可移动触头124沿着致动轴线128移动。当来自继电器电源112的电流停止时，线圈110不再感应出作用在载体子组件126上的磁场，并且致动器组件122返回到起始位置。
图1示出了处于第一位置的致动器组件122。当致动器组件122处于第一位置时，可移动触头124与固定触头108间隔开，使得可移动触头124不与固定触头108中的任一个直接接合或导电连接。可移动触头124通过间隙130与固定触头108分离，该间隙130沿致动轴线128延伸。致动器组件122的第一位置在本文中可称为开路位置。
图2是电气继电器装置100的前部截面图，其中致动器组件122位于第二位置。当致动器组件122处于第二位置时，可移动触头124接合固定触头108，使得可移动触头124导电地联接到两个固定触头108。可移动触头124和固定触头108之间不再存在间隙130(如图1所示)。致动器组件122的第二位置在本文中可称为闭路位置。当处于闭路位置时，可移动触头124在两个固定触头108之间提供闭合电路路径。例如，允许电流跨越可移动触头124从一个固定触头108流到另一个固定触头108，可移动触头124桥接固定触头108之间的距离。在所示实施例中，当致动器组件122处于闭合电路位置时，来自系统电源102的电流被传送到固定触头108中的第一固定触头108A，沿着可移动触头124，通过固定触头108中的第二固定触头108B，并且到电气负载104以给负载104供电。响应于致动器组件122移动到开路位置，可移动触头124脱离固定触头108，这会断开电路并切断系统电源102和电气负载104之间的电流。尽管在图1和图2中示出了两个固定触头108，但应认识到，在其他实施例中，电气继电器装置100可具有不同数量的固定触头108和/或固定触头108的不同布置。例如，可移动触头124可以永久地电连接一个固定触头，并且可以配置为相对于第二固定触头移动，以接合和脱离第二固定触头，以便闭合和打开两个固定触头之间的电路。
致动器组件122及其可移动触头124的位置由继电器电源112控制，继电器电源112控制向线圈110的电流供应以感应磁场。例如，致动器组件122可以响应于继电器电源112不向线圈110提供电流或者响应于继电器电源112向线圈110提供其电压不足以感应出能够使致动器组件122移动到闭合电路位置的磁场的电流而处于开路位置。致动器组件122可以响应于继电器电源112向线圈110提供具有足够的电压以感应出将致动器组件122移动到闭路位置的磁场的电流而移动到闭路位置。继电器电源112可以向线圈110提供2V至20V的电能，以便将致动器组件122从开路位置移动到闭路位置。在实施例中，继电器电源112提供12V的电能以移动致动器组件122。相比之下，系统电源102可以在较高电压(例如120V、220V等)下通过电气继电器装置100提供电能。从继电器电源112到线圈110的电流流动被选择性地控制，以选择性地操作电气继电器装置100。例如，继电器电源112可以由操作人员致动和/或可以由包括一个或多个处理器或其他处理单元的自动控制器(未示出)自动致动。
载体子组件126包括柱塞132和轴134。柱塞132限定通道136，该通道136在柱塞132的顶侧138和底侧140之间轴向延伸穿过柱塞132。轴134保持在柱塞132的通道136内。轴134直接固定到柱塞132。如本文所使用的，当两个部件彼此机械地接合并且彼此固定，而在两个部件之前没有用于将两个部件固定在一起的分立部件时，两个部件彼此“直接固定”。这种分立部件的示例包括与轴134和柱塞132分隔开的紧固件，例如E形夹和C形夹(其由于振动和/或在使用期间遇到的其他力而易于脱出)。
轴134和柱塞132配置为沿致动轴线128在电气继电器装置100内一起移动。轴134在接触端142和相对的柱塞端144之间延伸。轴134延伸穿过柱塞132的通道136，使得轴134的一区段从柱塞132的顶侧138凸出。轴134的从顶侧138凸出的区段包括轴134的接触端142。轴134在接触端142处或附近固定到可移动触头124。可移动触头124沿着致动轴线128与柱塞132间隔开。在实施例中，轴134在柱塞端144处或附近直接固定到柱塞132，并且轴134在接触端142处或附近直接固定到可移动触头124。致动器组件122的轴134、柱塞132和可移动触头124配置为沿着致动轴线128朝向和远离固定触头108一起移动。
在实施例中，可移动触头124设置在外壳106的电路区域120内，柱塞132设置在外壳106的电磁区域116内，并且轴134延伸到电路区域120和电磁区域116两者中。例如，轴134的接触端142在电路区域120内，并且柱塞端144在电磁区域116内。电气继电器装置100还可包括芯板148，芯板148联接到外壳106并相对于外壳106固定就位。芯板148可以在上方的电路区域120和下方的电磁区域116之间限定分隔壁156的至少一部分。芯板148限定开口150，开口150接收通过其中的轴134。轴134延伸穿过芯板148的开口150，使得接触端142在芯板148的顶侧152上方，并且柱塞端144在芯板148的底侧154下方。芯板148设置在可移动触头124和柱塞132之间。在一个实施例中，柱塞132的顶侧138配置为，当致动器组件122处于闭路位置时接合芯板148的底侧154，如图2所示。例如，芯板148的底侧154可以提供硬止动表面，该硬止动表面限制致动器组件122朝向固定触头108的运动，以防止可能损坏可移动触头124或电气继电器装置100的其他部件的过度运动。
柱塞132可以由线圈110围绕。例如，柱塞132设置在通路146内，通路146在线圈110的径向内部。柱塞132由铁磁材料形成。例如，柱塞132可以由铁、镍、钴和/或含有铁、镍和钴中的一种或多种的合金形成。柱塞132具有允许柱塞132在线圈110存在感应磁场的情况下平移的磁性。在实施例中，轴134由金属材料形成，该金属材料不同于柱塞132的铁磁材料。例如，柱塞132的铁磁材料具有比轴134的金属材料更大的磁导率。如本文所使用的，磁导率是指材料响应于施加的磁场而获得的磁化程度。轴134的金属材料可选地可以是铝、钛、锌等，或合金，例如不锈钢或黄铜。
轴134直接固定到柱塞132而不使用任何中间的分立部件，例如螺栓、螺钉、C形夹、E形夹和其他紧固件，以及提供化学结合的粘合剂。轴134可以经由过盈配合保持在柱塞132的通道136内。轴134可以附加地或替代地经由轴134上的凸缘固定在通道136内，所述凸缘机械地接合柱塞132的对应的肩部和/或表面。在所示的实施例中，轴134包括柱塞端144处的端部凸缘158。端部凸缘158的直径大于柱塞132的底侧140处的通道136。结果，端部凸缘158接合柱塞132的底侧140。端部凸缘158邻接底侧140，其禁止轴134在从柱塞132从底侧140朝向顶侧138的方向上相对于柱塞132轴向移动(例如，从通道136拉出)。在另一个实施例中，端部凸缘158配置为接合柱塞132的底部肩部212(在图5中示出)，该底部肩部212靠近底侧140而不是接合底侧140。轴134还可以包括中间凸缘160，该中间凸缘160沿着轴134的通道136内的轴134的一区段定位并且与端部凸缘158间隔开。如参考图5更详细描述的，中间凸缘160配置为在通道136内接合柱塞132的第二肩部210。中间凸缘160可以邻接第二肩部，以禁止轴134在从底侧140的顶侧138朝向底侧140的方向上相对于柱塞132轴向移动(例如，从通道136拉出)。因此，端部凸缘158和中间凸缘160可以在功能上将轴134轴向锁定到柱塞132，这将轴134直接固定到柱塞132。
在实施例中，轴134在接触端142处或附近直接固定到可移动触头124，使得没有中间紧固件用于将轴134固定到可移动触头124。在所示的实施例中，轴134的接触端142由至少两个可偏转的尖部162限定。尖部162配置为延伸穿过可移动触头124中的孔口164。尖部162具有掣扣表面186(在图3中更详细地示出)，其与可移动触头124接合以将轴134直接固定到可移动触头124。可移动触头124由导电的第一金属材料形成，例如铜和/或银。在实施例中，可移动触头124可以是实心铜，其可选地是镀银的。轴134由不同的第二金属材料形成，例如不锈钢(如上所述)。可移动触头124的第一金属材料具有比轴134的第二金属材料更大的导电率。因此，可移动触头124比轴134更容易或更大程度地导电。换句话说，电流沿可移动触头124以比沿轴134以更小的电阻流动。结果，当致动器组件122处于如图2所示的闭路位置并且可移动触头124接合固定触头108时，绝大部分电能沿着可移动触头124在固定触头108之间传播，且少量的电能(如果有的话)沿轴134传播。
图3是根据实施例的电气继电器装置100(在图1中示出)的载体子组件126的透视图。在所示的实施例中，柱塞132具有在顶侧138和底侧140之间延伸的大致圆柱形状。柱塞132可选地包括限定顶侧138的凸缘170。凸缘170的底部唇缘172可以配置为接合引导壁176(图1)的端部174(在图1中示出)。例如，引导壁176可引导致动器组件122(图1)沿致动器轴线128(图1)的运动。引导壁176的端部174可以配置为提供硬止动表面，该硬止动表面防止致动器组件122在远离固定触头108的方向上过度移动。当致动器组件122处于开路位置时，凸缘170的底部唇缘172可选地可以邻接引导壁176的端部174，如图1所示。尽管柱塞132被描述为具有大致圆柱形形状，但柱塞132在其他实施例中可具有其他形状，例如具有任何数量的侧面的棱柱形状。在实施例中，柱塞132是单个整体部件，其通过模制工艺形成，例如压铸、注射模制等。
轴134的接触端142由至少两个可偏转的尖部162限定。在所示的实施例中，轴134包括三个可偏转的尖部162，但是其他实施例可包括两个尖部162或多于三个尖部162。尖部162在其之间限定空腔178。可偏转的尖部162各自具有固定端180和自由端182。固定端180将尖部162保持在轴134
上。尖部162的自由端182由固定端180支撑，并且一起限定轴134的接触端142。可偏转的尖部162配置为至少部分地径向向内偏转到空腔178中。例如，在电气继电器装置100(图2)的组装期间，当轴134的接触端142通过可移动触头124(图2)的孔口164(在图2中示出)装载时，尖部162可以至少部分地偏转到空腔178中，以减小接触端142处的轴134的直径，并允许接触端142被接收在孔口164内。在实施例中，可偏转的尖部162配置为一旦偏置力被移除，就朝向初始位置弹性地返回。可偏转的尖部162处于图3中的初始位置。偏置力可以是由限定可移动触头124的孔口164的内壁施加在尖部162上的法向力。一旦尖部162的某些部分延伸超过孔口164，就可以移除偏置力。当尖部162朝向初始位置弹性地返回时，尖部162从偏转位置径向向外延伸，这增加了接触端142处的轴134的直径。尖部162接合可移动触头124并将可移动触头124直接固定到轴134。已经认识到，一旦偏置力被移除，尖部162就在“朝向”初始位置的方向上弹性地返回，但是由于尖部162上的残余偏置力等，可能不一定到达初始位置。
在所示的实施例中，可偏转的尖部162各自包括在相应自由端182处的钩特征184。钩特征184径向向外凸出。钩特征184限定掣扣表面186。每个钩特征184的捕获表面186大致面向柱塞132的顶侧138。在实施例中，如下面的图4所示，可偏转的尖部162的掣扣表面186配置为，一旦可偏转的尖部162朝向初始位置弹性地返回，就接合可移动触头124，以将可移动触头124固定到轴134。在实施例中，轴134是单个整体部件，使得可偏转的尖部162与轴134的其他区段是一体的。轴134可选地可以由金属片或面板冲压成形(或轧制)成圆柱形。替代地，轴134可以模制，例如通过压铸、注射模制等。在替代实施例中，轴134在接触端142处不包括可偏转的尖部。例如，接触端142可以具有刚性结构，该刚性结构包括限定掣扣表面186的环形凸缘。凸缘的尺寸可以大于孔口164，并且轴134可通过首先通过孔口164(而不是首先是接触端142)装载柱塞端144而联接到可移动触头124。
图4是根据实施例的电气继电器装置100(在图1中示出)的致动器组件122的前视图，各种附加的部件安装在其上。所示的部件包括分隔壁156、接触弹簧190和柱塞弹簧192。接触弹簧190围绕轴134的一区段，其轴向地在可移动触头124和柱塞132之间。更具体地，接触弹簧190围绕轴134在可移动触头124和分隔壁156之间延伸的区段。柱塞弹簧192围绕轴134在分隔壁156和柱塞132之间延伸的不同区段。弹簧190、192用于使致动器组件122相对于分隔壁156偏置。例如，当致动器组件122不受感应磁场影响时，例如当致动器组件122处于开路位置时，弹簧190、192可以控制致动器组件122的位置。
通过将部件装载到轴134上，将图4中所示的各种部件组装到载体子组件126上。例如，轴134直接固定到柱塞132以形成载体子组件126，并且其他部件随后被装载到轴134上。在实施例中，部件在从轴134的接触端142朝向柱塞端144的装载方向194上一个接一个地装载。可以首先在装载方向194上将柱塞弹簧192装载到轴134上。在柱塞弹簧192之后将分隔壁156装载到轴134上。在实施例中，分隔壁156包括芯板148和设置在芯板148的顶侧152上的引导层196。引导层196可以在被装载到轴134上之前联接到芯板148以限定分隔壁156，或者引导层196可以在芯板148被装载到轴134上之后与其分开地装载到轴134上。在实施例中，分隔壁156直接或间接地经由垫圈(未示出)或另一个部件与轴134的肩部188(再图3中示出)接合，该部件提供硬止动表面以防止分隔壁156在装载方向194上的进一步移动。接触弹簧190在引导层196之后被装载到轴134上。接触弹簧190可以直接或间接地通过垫圈(未示出)等接合引导层196。可移动触头124在接触弹簧190之后被装载到轴134上。
可移动触头124具有内侧198和相对的外侧200。可移动触头的内侧198面向分隔壁156。接触弹簧190配置为接合内侧198。当可移动触头124通过接触端142装载到轴134上时，可偏转的尖部162的钩特征184接合内壁(未示出)，所述内壁限定靠近内侧198的可移动触头124的孔口164(在图2中示出)。当可移动触头124在装载方向194上移动时，尖部162径向向内偏转以允许通过孔口164接收钩特征184。一旦尖部162的钩特征184在可移动触头124的外侧200处越过孔口164的边缘，可偏转的尖部162朝向相应的初始位置弹性地返回。例如，可偏转的尖部162径向向外移动，使得钩特征184围绕孔口164与可移动触头124的外侧200部分地重叠。在实施例中，钩特征184的掣扣表面186配置为接合可移动触头124的外侧200。掣扣表面186邻接外侧200以阻止可移动触头124在与装载方向194相对的方向上相对于轴134移动。在实施例中，接触弹簧190配置为在可移动触头124的内侧198上施加弹力以迫使可移动触头124与掣扣表面186接合。接触弹簧190配置为控制可移动触头124与分隔壁156的引导层196之间的间隔。在实施例中，没有使用紧固件或其他分立部件将可移动触头124、分隔壁156、接触弹簧190或柱塞弹簧192固定到载体子组件126。
图5是根据实施例的电气继电器装置100(在图1中示出)的载体子组件126的截面图。如上所述，轴134直接固定到柱塞132，这意味着不使用诸如夹子的分立紧固件来将轴134固定到柱塞132。轴134可以通过通道136内的过盈配合直接固定到柱塞132。例如，轴134的外表面202可以接合柱塞132的限定通道136的内壁204。通道136的直径可以近似等于通道136内的轴134的一个或多个区段的直径，使得外表面202显著地接合并干涉柱塞132的内壁204。轴134的外表面202可选地可包括挤压肋(未示出)或与内壁204接合并增加干涉量的其他凸起。
在所示的实施例中，柱塞132限定了通道136的宽区域206和通道136的窄区域208。宽区域206从柱塞132的顶侧138延伸到窄区域208，并且窄区域208从宽区域206朝向柱塞132的底侧140延伸。在所示的实施例中，窄区域208没有完全延伸到底侧140，因为内壁204在窄区域208和底侧140之间限定了张开的底部肩部212。然而，在替代实施例中，窄区域208完全延伸到底侧140。宽区域206的直径大于窄区域208。柱塞132的内壁204在通道136内限定肩部210，其将宽区域206与窄区域208分隔开。
可选地，宽区域206的直径大于设置在宽区域206内的轴线134的区段的直径，使得径向间隙214在柱塞132的内壁204和轴134的外表面202之间延伸。径向间隙214可具有环形形状，其完全围绕轴134的周边延伸。在实施例中，径向间隙214配置为在其中接收柱塞弹簧192(在图4中示出)的一部分。柱塞弹簧192的一端可以在通道136内接合肩部210并将弹簧力施加到其上。
在所示的实施例中，轴134包括轴134的柱塞端144处的端部凸缘158，并且轴134还包括与端部凸缘158间隔开的中间凸缘216。例如，相比端部凸缘158相对于接触端142的相对位置，中间凸缘216设置成更靠近接触端142。中间凸缘216设置在轴134的接收在通道136内的区段上，使得中间凸缘216位于通道136内。轴134的窄区段218在端部凸缘158和中间凸缘216之间延伸。端部凸缘158和中间凸缘216都沿着窄区段218从轴134的外表面202径向向外成阶梯状。端部凸缘158和中间凸缘216在其之间限定凹部220。凹部220沿着窄区段218的长度轴向延伸，并且在窄区段218的外表面202与端部凸缘158和/或中间凸缘216的外表面202之间径向延伸。
在实施例中，沿着窄区域208的柱塞132的内壁204延伸到端部凸缘158和中间凸缘216之间的凹部220中，以确保轴134相对于柱塞132的轴向位置。例如，通道136的窄区域208可以具有轴向长度，该轴向长度小于或近似等于轴134的窄区段218的轴向长度，使得内壁204被接收在凹部220内。轴134的中间凸缘216可以配置为在通道136内接合柱塞132的肩部210，以限制轴134相对于柱塞132在从柱塞132的顶侧138到底侧140的方向上的轴向移动。另外，端部凸缘158可以配置为与柱塞132的底部肩部212(或底侧140)接合，以限制轴134相对于柱塞132在从底侧140到顶侧138的相反方向上的轴向移动。因此，通道136的窄区域208被接收在轴134的凹部220中，这将轴134直接固定到柱塞132，有效地将轴134机械地锁定在柱塞132的通道136内。可选地，通道136的窄区域208的直径可以近似等于轴134的窄区段218的直径，使得在柱塞132的内壁204和轴134的外表面202之间几乎没有余隙。内壁204接合外表面202，提供过盈配合，其支持轴134与柱塞132的联接。
在实施例中，轴134的端部凸缘158在将轴134装载到柱塞132的通道136中之后原位形成。例如，轴134可以从顶侧138朝向底侧140装载到通道136中。在轴134装载到通道136中之后，轴134的柱塞端144可以机械张开或向外展开以形成端部凸缘158，使得端部凸缘158径向向外延伸超过至少底部肩部212的一部分，如图5所示。在替代实施例中，柱塞端144张开以径向向外延伸超过柱塞132的底侧140的至少一部分。可以使用切割和弯曲轴134的金属材料的工具机械地张开或展开柱塞端144。例如，所示的实施例中的柱塞端144包括凹口222，该凹口222可以在轴134装载到通道136中之后，通过机械切割和张开柱塞端144以形成端部凸缘158而形成。替代地，在将轴134装载到通道136中之前，可以沿轴134的柱塞端144预先形成凹口222。
在替代实施例中，轴134可以经由螺纹联接直接固定到柱塞132。例如，轴134的外表面202可以沿轴134的至少一区段限定螺旋螺纹(未示出)，其与柱塞132的内壁204接合(例如图5中所示的轴134的窄区段218)。另外，柱塞132的内壁204可以包括沿着通道136的至少一个区域的互补的螺旋螺纹，其接合轴134的外表面202(例如图5中所示的通道136的窄区域208)。轴134可以通过旋转轴134(和/或柱塞132)而被装载到通道136中，使得互补螺纹彼此接合，并且轴134有效地拧入柱塞132的通道136中。可选地，除了使用端部凸缘158和中间凸缘216之外，轴134和柱塞132可以螺纹联接，以锁定轴134在通道136内的轴向位置。
在另一替代实施例中，在将轴134装载到通道136中之后，不是将轴134的柱塞端144张开或展开，而是可以形成柱塞端144以包括可偏转的尖部(未示出)，其可以类似于轴134的接触端142处的尖部162。例如，在柱塞端144处的可偏转的尖部可以配置为，当尖部通过通道136(例如通过通道136的窄区域208)装载时径向向内偏转。一旦尖部的端部处的钩特征凸出超过底部肩部212和/或超过柱塞132的底侧140，尖部可朝向未偏置位置弹性地返回。朝向未偏置位置返回的尖部可径向向外延伸以接合底部肩部212和/或底侧140，以将轴134直接固定到柱塞132。除了将轴134螺纹联接到柱塞132之外，还可以使用柱塞端144处的尖部，在轴134和柱塞132之间提供过盈配合，和/或其他连接手段，以便将轴134直接固定到柱塞132。在替代实施例中，轴134在接触端142处不包括可偏转的尖部162。
图6是根据替代实施例的电气继电器装置100(在图1中示出)的载体子组件126的截面图。与图5中示出和描述的载体子组件126类似，图6的载体子组件126包括直接固定到柱塞132的轴134。但是，与图5中所示的载体子组件126不同，图6的载体子组件126是单件式部件，其中轴134和柱塞132彼此一体地形成。轴134直接固定到柱塞132(例如，在轴134和柱塞132之间没有将轴134固定到柱塞132的分立部件)，因为轴134和柱塞132都是同一整体结构的部件。例如，轴134的柱塞端144固定到柱塞132。在所示的实施例中，柱塞端144在轴向位置处固定到柱塞132，该轴向位置相对于柱塞132的顶侧138凹陷。配置为接收柱塞弹簧192(在图4中示出)的径向间隙214轴向地限定在顶侧138与轴134的柱塞端144固定到柱塞132的位置之间。
柱塞132和轴134至少部分地由共同的金属材料形成。柱塞132至少部分地由铁磁材料形成。在一个实施例中，共同的金属材料是铁磁材料，例如铁、镍、钴、和/或其合金，使得轴134和柱塞132均由铁磁材料形成。轴134可以随后以第二金属材料涂覆，例如经由镀覆、涂漆、喷涂等，该第二金属材料相对于用于形成轴134和柱塞132的铁磁材料具有降低的磁导率。第二金属材料可以降低轴134的磁导率而不影响柱塞132的磁导率。在另一个实施例中，用于形成柱塞132和轴134的共同的金属材料不是铁磁材料，或者是具有相对低的磁导率的铁磁材料，例如不锈钢。在形成工艺之后，柱塞132可以以第二铁磁材料涂覆，例如经由镀覆、涂漆、喷涂等，该第二铁磁材料相对于用于形成轴134和柱塞132的第一铁磁材料具有更大的磁导率。第二铁磁材料可以增加柱塞132的磁导率而不影响轴134的磁导率。
如本文所述，致动器组件122(在图1中示出，其包括可移动触头124(图1)和包含轴134和柱塞132的载体子组件126)在没有使用分立部件(例如E形夹，C形夹)的情况下组装，所述分立部件在使用电气继电器装置100(图1)期间有脱开的风险。在不使用任何这样的分立部件的情况下，轴134直接固定到可移动触头124并且单独地直接固定到柱塞132。
应该理解的是，以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。另外，在不脱离其范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。本文描述的尺寸、材料类型、各种部件的取向、以及各种部件的数量和位置旨在限定某些实施例的参数，并且绝不是限制性的，并且仅仅是示例性实施例。在阅读以上描述后，在权利要求的理念和范围内的许多其他实施例和修改对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。因此，本发明的范围应该参照所附的权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围来确定。

Claims (10)

1.一种用于电气继电器装置(100)的载体子组件(126)，所述载体子组件包括：
柱塞(132)，其由铁磁材料形成，所述柱塞具有在所述柱塞的顶侧(138)和底侧(140)之间延伸的大致圆柱形形状，以及
轴(134)，其在接触端(142)和相对的柱塞端(144)之间延伸，所述轴直接固定到所述柱塞，在所述轴和所述柱塞之间没有将所述轴固定到所述柱塞的分立部件，所述轴和所述柱塞配置为在所述电气继电器装置内一起移动，所述轴的一区段包括从所述柱塞的顶侧凸出的接触端，以用于固定到所述电气继电器装置的可移动触头(124)。
2.如权利要求1所述的载体子组件(126)，其中所述轴(134)与所述柱塞(132)一体形成，所述轴的柱塞端(144)固定到所述柱塞。
3.如权利要求1所述的载体子组件(126)，其中所述轴(134)由不同于所述柱塞(132)的铁磁材料的金属材料形成，所述柱塞的铁磁材料具有比所述轴的金属材料更大的磁导率。
4.如权利要求1所述的载体子组件(126)，其中所述轴(134)的接触端(142)由至少两个可偏转的尖部(162)限定，所述可偏转的尖部在它们之间限定空腔(178)，在所述电气继电器装置(100)的组装期间，所述可偏转的尖部配置为至少部分地偏转到所述空腔中，以允许所述轴的接触端接收在所述可移动触头(124)的孔口(164)中，所述可偏转的尖部配置为，一旦偏置力被移除，其就朝向初始位置弹性地返回，以接合所述可移动触头并将所述可移动触头固定到所述轴。
5.如权利要求1所述的载体子组件(126)，其中所述柱塞(132)限定通道(136)，所述通道轴向地延伸穿过所述顶侧(138)和所述底侧(140)之间的柱塞，所述轴(134)延伸穿过所述柱塞的所述通道并保持在所述柱塞的所述通道内。
6.如权利要求5所述的载体子组件(126)，其中所述轴(134)包括所述柱塞端(144)处的端部凸缘(158)，在所述柱塞(132)的底侧(140)处或至少在所述底侧附近，所述端部凸缘的直径大于所述通道(136)的直径，所述端部凸缘接合所述柱塞的底侧或底部肩部(212)中的至少一者。
7.如权利要求5所述的载体子组件(126)，其中所述轴(134)包括中间凸缘(216)，所述中间凸缘沿着所述轴的一区段定位在所述柱塞(132)的通道(136)内且与所述轴的柱塞端(144)间隔开，所述柱塞的通道包括从所述顶侧(138)延伸的宽区域(206)和从所述宽区域朝向所述底侧(140)延伸的窄区域(208)，所述宽区域的直径大于所述窄区域的直径，所述宽区域通过所述柱塞的肩部(210)与所述窄区域分隔开，所述中间凸缘配置为在所述通道内接合所述肩部。
8.如权利要求5所述的载体子组件(126)，其中所述轴(134)的外表面(202)接合所述柱塞(132)的限定所述通道(136)的内壁(204)。
9.如权利要求5所述的载体子组件(126)，其中所述轴(134)包括所述柱塞端(144)处的端部凸缘(158)以及中间凸缘(216)，所述中间凸缘定位在所述柱塞(132)的通道(136)内且与所述端部凸缘间隔开，所述端部凸缘和所述中间凸缘在它们之间限定凹部(220)，所述柱塞的限定所述通道的窄区域(208)的内壁(204)延伸到所述凹部中以固定所述轴相对于所述柱塞的轴向位置。
10.如权利要求9所述的载体子组件(126)，其中所述通道(136)的窄区域(208)的直径近似等于所述端部凸缘(158)和所述中间凸缘(216)之间的轴(134)的直径，使得所述柱塞(132)的沿着所述窄区域(208)的内壁(204)经由过盈配合接合所述轴的外表面(202)。
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