CN110770866B - 继电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种继电器（1），该继电器具有第一触点（2）、第二触点（3）和能够布置在闭合位置和打开位置中的可动的元件（4），其中所述可动的元件在闭合位置将所述第一触点（2）与所述第二触点（3）电连接起来，其中在所述可动的元件（4）布置在打开位置中时所述第一触点（2）和所述第二触点（3）彼此电绝缘，并且其中所述继电器（1）具有至少一根双金属条（13），所述双金属条（13）构造用于在温度升高时变形并且所述双金属条（13）如此布置，使得所述至少一根双金属条（13）在其变形之后将所述可动的元件（4）朝所述第一和第二触点（2、3）挤压。

Description

继电器

技术领域

本发明涉及一种继电器。继电器是通过电流来运行的以电磁方式起作用的开关，其具有至少两个开关位置。

背景技术

如果继电器处于闭合的开关位置中，那就在固定的触点与可动的元件之间闭合一条电路并且能够有电流流过。在固定的触点和可动的元件之间的接触部位上，相对于其余的导线提高了过渡电阻。与此相对应，在接触部位上出现高损耗并且因此能够形成损耗热和显著的热量。特别是在封闭的壳体中或者在高的环境温度下使用继电器时，这样的损耗热会起干扰作用，因为在某些情况下可能需要花费多的冷却。

发明内容

因此，本发明的任务是，说明一种得到改进的继电器，对于该继电器来说例如能够限制损耗热的产生。尤其应该避免或者至少减少损耗热的产生，而不必为此使用冷却方案。

该任务通过下文描述的继电器得到解决。

提出一种继电器，其具有第一触点、第二触点以及可动的元件。可动的元件能够处于闭合位置和打开位置中。在闭合位置中，可动的元件将第一触点与第二触点电连接起来。在可动的元件布置在打开位置中时，第一触点和第二触点彼此电绝缘。继电器具有至少一根双金属条，其被设计用于在温度升高时变形，并且其如此布置，使得所述双金属条在其变形之后将可动的元件朝第一和第二触点挤压。在此，双金属条能够特别优选将可动的元件朝第一和第二触点挤压，而在此不使可动的元件变形。换句话说，仅仅双金属条而不是可动的元件变形。

如果通过至少一根双金属条将可动的元件朝第一和第二触点挤压，则由此能够提高可动的元件和触点之间的接触压力。得到提高的接触压力引起触点和可动的元件之间的过渡电阻的降低。与此相对应，如果通过所述至少一根双金属条将可动的元件朝触点挤压，则可能出现更少的损耗。更少的损耗能够引起以下结果，即：在触点与可动的元件之间的过渡部位处产生较少的热量并且因此能够避免对于继电器的过度加热。

否则，持续的过度加热可能导致触点表面的烧损，由此会损坏所述继电器并且限制继电器的使用寿命。所述至少一根双金属条的使用以及由此实现的接触力的提高因此能够改进继电器的使用寿命。

所述双金属条能够具有两层不同的金属，其彼此材料锁合地或形状锁合地连接。双金属条被设计用于在温度变化时改变其形状。形状变化的原因是所使用的金属的不同的热膨胀系数。

所述双金属条能够具有静止状态，所述静止状态也能够被称为未变形的状态。当双金属条的温度低于其激活温度时，双金属条能够处于其静止状态中。此外，双金属条能够具有激活状态，该激活状态也能够被称为变形的状态。当双金属条的温度高于其激活温度时，双金属条能够处于激活状态中。在激活状态中，双金属条能够由于温度升高而变形。激活温度能够高于21℃的常见室温。例如，双金属条的激活温度能够在45℃和55℃之间。

所述至少一根双金属条被设计用于在温度升高之后变形。在此，当双金属条的温度超过上面提到的激活温度时，可能出现变形。温度升高可能由于损耗热所引起，流经继电器的电流在可动的元件与触点的接触部位处产生所述损耗热。

所述可动的元件能够相对于触点运动。可动的元件能够是桥板。可动的元件能够机械地与电枢相连接，电枢能够通过磁体来运动。

所述继电器能够具有磁体，所述磁体被设计用于在磁体被接通时使可动的元件从打开位置运动到闭合位置中。此外，所述磁体能够被设计用于在磁体被切断时使可动的元件从闭合位置运动到打开位置中。

所述磁体能够是电磁体。所述磁体能够是起重磁体。如果所述磁体被接通，那么所述磁体就能够将力施加到可动的元件上，由于所述力而使所述可动的元件运动到闭合位置中。所述磁体能够将力施加到电枢上，该电枢机械地、例如通过弹簧加载的连接件与可动的元件相连接。如果切断磁体，则能够使可动的元件从闭合位置运动到打开位置中。

所述磁体能够被设计用于只要该磁体被接通就将可动的元件保持在其闭合位置中。在所述至少一根双金属条由于温度升高而变形之后，所述双金属条能够将附加的力施加到所述可动的元件上，所述附加的力同样有助于将所述可动的元件保持在闭合位置中并且所述附加的力用于提高接触力，所述可动的元件以所述接触力被挤压到所述触点上。

所述至少一根双金属条的第一端部能够被固定在可动的元件上。与此相对应，双金属条能够将力直接施加到可动的元件上。

所述可动的元件能够具有面向第一和第二触点的上侧面和与所述上侧面对置的下侧面。在所述上侧面上能够布置有接触元件，所述接触元件被设计用于在所述可动的元件的闭合位置中直接与第一触点电接触，其中所述至少一根双金属条的第一端部在接触元件的下方布置在所述可动的元件的下侧面上。例如，垂直于可动的元件的上侧面和下侧面的表面法线不仅能够与接触元件相交而且能够第一触点相交。如果所述至少一根双金属条的第一端部布置在接触元件的紧挨着的近处，那么在接触元件与第一触点之间产生的损耗热就快速地达到所述至少一根双金属条处并且由此导致所述至少一根双金属条的温度的升高。所述双金属条被安置得越靠近第一触点与接触元件的接触部位，则所述双金属条就能够越敏感地对所产生的损耗热作出反应。

所述至少一根双金属条的第二端部能够是松动安置的。与此相对应，第二端部不能固定地被固定在另外的元件上。在双金属条变形时，所述第二端部的位置能够相对于第一端部变化。

所述继电器能够具有机械的止挡。所述至少一根双金属条能够如此布置，从而在将可动的元件布置在闭合位置中时并且在所述双金属条由于温度升高而变形之后所述至少一根双金属条的第二端部贴靠在所述止挡上。在这种情况下，“贴靠在止挡上”能够意味着，所述双金属条被夹在止挡与可动的元件之间。在此，所述双金属条能够将力施加到可动的元件上，通过该力来提高可动的元件与触点之间的接触力。

所述机械的止挡能够布置在电枢上，该电枢通过弹簧加载的连接件与可动的元件相连接。电枢能够被设计用于通过磁体来运动。在此，电枢以及因此机械的止挡运动的路程能够比可动的元件大。

如果所述可动的元件处于闭合位置中并且所述至少一根双金属条没有由于温度升高而变形，则接触力能够由弹簧加载的连接件的弹簧常数来确定，所述可动的元件在闭合位置中以所述接触力被朝第一和第二触点挤压。如果所述可动的元件处于闭合位置中并且所述至少一根双金属条由于温度升高而变形，则所述接触力能够由所述至少一根双金属条的压紧力来确定。在此，由所述至少一根双金属条的压紧力确定的接触力能够大于由弹簧常数确定的接触力。与此相对应，如果所述至少一根双金属条已经变形，则触点和可动的元件之间的过渡电阻就会由于更高的接触力而降低。降低的过渡电阻引起更小的损耗并且因此引起由于损耗热引起的更小的加热程度。

所述至少一根双金属条能够如此布置，使得其在变形之后提高接触力，所述可动的元件在闭合位置中以所述接触力被朝第一和第二触点挤压。与此相对应，在双金属条变形之后，能够提高可动的元件和触点之间的接触力，从而能够降低热损耗并且避免对于继电器的过度加热。

所述至少一根双金属条能够具有包含MnCu18Ni10的层和包含FeNi36的层或者由这两个层所构成。包含MnCu18Ni10的层在此能够形成双金属条的活性组分。

所述继电器能够具有两根双金属条。在此，第一双金属条能够布置在第一触点的紧挨着的近处并且第二双金属条能够布置在第二触点的紧挨着的近处。所有结合至少一根双金属条所公开的特征也能够适用于所述两根双金属条。在另一种作为替代方案的实施方式中，所述继电器能够具有两根以上的双金属条，所述双金属条能够分别被固定在可动的元件上。

附图说明

下面借助于附图来详细解释本发明。

图1示出了处于打开位置中的继电器。

图2示出了处于闭合位置中的继电器，其中所述双金属条处于静止状态中。

图3示出了继电器处于其闭合位置中的情况，其中所述双金属条处于被激活的状态中。

具体实施方式

图1示出了处于打开位置中的继电器1。如果继电器1处于其打开位置中，则没有电流能够流经继电器1。

继电器1具有第一触点2和第二触点3。此外，继电器1包括可动的元件4，该可动的元件能够处于打开位置或闭合位置中。图1示出了处于打开位置中的可动的元件4。在打开位置中，可动的元件4没有将第一触点2与第二触点3电连接起来。在继电器1的打开位置中，可动的元件4处于其打开位置中。在继电器1的闭合位置中，可动的元件4处于其闭合位置中。

可动的元件4具有朝向第一触点2和第二触点3的上侧面5。在可动的元件4的上侧面5上布置有第一接触元件6和第二接触元件7。如果可动的元件4处于其打开位置中，第一触点2和可动的元件4的第一接触元件6就通过缝隙8彼此分开。此外，第二触点3和第二接触元件7同样通过缝隙8彼此分开。相应地，第一触点2和第二触点3彼此电绝缘。

继电器1此外具有电枢9和磁体10，所述磁体被设计用于使电枢9运动。磁体10是能够被接通并且被切断的电磁体。磁体10是起重磁体。

电枢9能够占据第一位置和第二位置。图1示出了电枢9处于其第一位置中的情况。如果电枢9处于其第一位置中，则继电器1处于打开位置中。如果电枢9如图2中所示处于第二位置中，则继电器1处于闭合位置中。

电枢9具有金属材料。如果接通磁体10，由磁体10产生的磁场就将力施加到电枢9上，该力使电枢9从图1中所示的第一位置运动到图2中所示的第二位置中。

电枢9通过具有机械弹簧的弹簧加载的连接件11与可动的元件4机械连接。如果电枢9由于磁体10的接通而运动到其第二位置中，那么可动的元件4也运动。在此，弹簧加载的连接件11被压缩并且以这种方式吸收电枢9的运动的一部分，使得可动的元件4运动的路程小于电枢9的路程。如果接通磁体10，那么电枢9和可动的元件4就朝向第一和第二触点2、3的方向运动。

在可动的元件4的、与上侧面5对置的下侧面12上布置有两根双金属条13、13 a。两根双金属条13、13a中的每根双金属条都具有包含第一材料的层和包含第二材料的层，其中所述层彼此连接。第一和第二材料在其热膨胀系数方面彼此不同。例如，第一材料能够是MnCu18Mi10并且第二材料能够是FeNi36。如果所述双金属条13、13a经受温度变化，那么其就由于所述两个层的不同的热膨胀系数而变形。

两根双金属条13、13a中的每根双金属条能够处于静止状态和激活状态中。通过温度变化使双金属条13、13a从其静止状态转换到激活状态中。在通常的21℃的室温下，双金属条13、13a处于其相应的静止状态中。如果温度升高并且超过激活温度，则双金属条13、13a变形并且由此占据其激活状态。如果温度下降并且下降到激活温度以下，则双金属条13、13a又占据其静止状态。双金属条13、13a的激活状态与静止状态的区别在于，双金属条13、13a进行了变形。尤其所述双金属条13、13a的、沿着垂直于所述可动的元件4的下侧面12的方向的膨胀在激活状态中大于在静止状态中。

两根双金属条13、13a中的每根双金属条的第一端部14、14a被固定在可动的元件4的下侧面12上。在此，第一双金属条13的第一端部14被固定在第一接触元件6的下方，所述第一接触元件则布置在可动的元件4的上侧面5上。第二双金属条13a的第一端部14a直接布置在第二接触元件7的下方。如果与此相对应对接触元件6、7进行加热，那么在此产生的热也能够良好地到达双金属条13、13a并且使双金属条13、13 a变热。

两根双金属条13的第二端部15、15a是松动安置的。两根双金属条13、13a的第二端部15、15a与此相对应未被固定并且能够相对于第一端部14、14a运动。尤其两根双金属条13、13a的第二端部15、15a不是被固定在可动的元件4上。此外，两根双金属条13、13a的第二端部15、15a如能够在图1中看出的一样能够与可动的元件4隔开并且因此分别比第一端部14、14a更加远离可动的元件4。

继电器1具有机械的止挡16。机械的止挡16由被固定在电枢9上的套筒构成。在继电器1的打开状态下，两根双金属条13、13a的第二端部15、15a通过缝隙分别与机械的止挡16分开。

图2示出了继电器1处于其闭合位置中的情况，其中双金属条13、13a分别处于其未变形的静止状态中。在继电器1的闭合位置中，电流能够流经继电器1。如果接通磁体10，则其使电枢9运动并且因此使可动的元件4朝触点2、3运动。可动的元件4被转换到其闭合位置中。在闭合位置中，第一和第二触点2、3通过布置在可动的元件4上的接触元件6、7彼此电连接。与此相对应，电流能够流经继电器1。紧接在继电器1闭合之后，继电器还未被加热。与此相对应，双金属条13、13a没有发生变形并且首先保持在其静止状态中。

如果继电器1现在闭合并且电流经由第一触点2和可动的元件4流往第二触点3，那就在第一触点2和第一接触元件6之间或者在第二触点3和第二接触元件7之间的接触部位上产生损耗，所述损耗从触点2、3和接触元件6、7之间的受到限制的接触力中产生。由于这些损耗而产生热，所述热导致对于继电器1的加热。特别是触点2、3、接触元件6、7及其相应的紧挨着的环境被强烈地加热。与此相对应，双金属条13、13a的第一端部14、14a以及由此全部的双金属条13、13a也得到加热。

如果可动的元件4处于其闭合位置中并且双金属条13、13a如图2中所示处于其相应的静止状态中，那么可动的元件4与触点2、3之间的接触力基本上由弹簧加载的连接件11的弹簧常数确定。

图3示出了继电器1处于其闭合状态中的情况，其中双金属条13、13a已经变形。如果双金属条13、13a被加热到超过激活温度，那就出现双金属条13、13a的变形。在双金属条13、13a变形时，相应的双金属条13、13a的第二端部15、15a离开可动的元件4的下侧面12。在此，双金属条13、13a的第二端部15、15a抵靠在继电器1的机械的止挡16上，所述机械的止挡防止双金属条13、13a的进一步的变形。由此，双金属条13、13a被压入在机械的止挡16和可动的元件4之间。双金属条13、13a现在将力施加到可动的元件4上，所述力将可动的元件4朝第一和第二触点2、3的方向挤压。通过这种由双金属条13、13a施加的力来提高触点2、3上的接触力。如图3中所示，双金属条13、13a将可动的元件4朝第一和第二触点2、3挤压，而在此没有使可动的元件4变形。因此，尽管双金属条13、13a的变形，可动的元件4如所示出的那样不变形。

通过接触力的提高来引起触点2、3和接触元件6、7之间的更好的连接，从而能够降低损耗。与此相对应，现在在第一触点2与第一接触元件6之间的过渡上并且在第二触点3与第二接触元件7之间的过渡上产生更少的热。双金属条13、13a因此能够以触点2、3的过于剧烈的发热来提高可动的元件4与触点2、3之间的接触压力并且以此方式减小过渡部位上的损耗并且由此限制过度的变热。

 如果现在通过切断磁体10的方式来切断继电器1，则首先使电枢9返回运动到其打开位置中。在此也使可动的元件4运动到其打开的位置中。现在，在触点2、3和可动的元件4之间没有电流流动。与此相对应，不会由于损耗而产生进一步的热。因此出现双金属条13、13a的冷却，使得所述双金属条在短时间之后返回变形到其静止状态中。因此，又产生了继电器1的在图1中所示出配置。

附图标记列表

1继电器

2第一触点

3第二触点

4可动的元件

5上侧面

6第一接触元件

7第二接触元件

8缝隙

9电枢

10磁体

11弹簧加载的连接件

12下侧面

13、13a双金属条

14、14a第一端部

15、15第二端部

16止挡

Claims (11)

1.继电器（1），

具有第一触点（2）、第二触点（3）和可动的元件（4），所述可动的元件能够布置在闭合位置和打开位置中，

其中所述可动的元件（4）在所述闭合位置中将所述第一触点（2）与所述第二触点（3）电连接起来，

其中当所述可动的元件（4）布置在所述打开位置中时，所述第一触点（2）和所述第二触点（3）彼此电绝缘，并且

其中所述继电器（1）具有至少一根双金属条（13），其被设计用于在温度升高时变形，并且其如此布置，使得所述至少一根双金属条（13）在其变形之后将所述可动的元件（4）朝所述第一和第二触点（2、3）挤压且所述双金属条（13）而不是所述可动的元件（4）变形。

2.根据权利要求1所述的继电器（1），

其中所述继电器（1）包括磁体（10），所述磁体被设计用于在所述磁体（10）被接通时使所述可动的元件（4）从所述打开位置运动到所述闭合位置中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的继电器（1），

其中所述至少一根双金属条（13）的第一端部（14）被固定在所述可动的元件（4）上。

4.根据权利要求3所述的继电器（1），

其中所述可动的元件（4）具有面向所述第一和第二触点（2、3）的上侧面（5）和与所述上侧面（5）对置的下侧面（12），

其中在所述上侧面（5）上布置有接触元件（6），所述接触元件被设计用于在所述可动的元件（4）的闭合位置中直接与所述第一触点（2）电接触，

其中所述至少一根双金属条（13）的第一端部在所述接触元件（6）的下方布置在所述可动的元件（4）的下侧面上。

5.根据权利要求1或2所述的继电器（1），

其中所述至少一根双金属条（13）的第二端部（15）是松动安置的。

6.根据权利要求5所述的继电器（1），

其中所述继电器（1）具有机械的止挡（16），并且

其中所述至少一根双金属条（13）如此布置，从而在将所述可动的元件（4）布置在所述闭合位置中时并且在所述至少一根双金属条（13）由于温度升高而变形之后所述至少一根双金属条（13）的第二端部贴靠在所述止挡（16）上。

7.根据权利要求6所述的继电器（1），

其中所述机械的止挡（16）布置在电枢（9）上，所述电枢与所述可动的元件（4）通过弹簧加载的连接件（11）相连接。

8.根据权利要求7所述的继电器（1），

其中如果所述可动的元件（4）处于所述闭合位置中并且所述至少一根双金属条（13）没有由于温度升高而变形，则接触力由所述弹簧加载的连接件（11）的弹簧常数来确定，所述可动的元件（4）在所述闭合位置中以所述的接触力被朝所述第一和所述第二触点（2、3）挤压，并且

其中如果所述可动的元件（4）处于所述闭合位置中并且所述至少一根双金属条（13）由于温度升高而变形，则所述接触力由所述至少一根双金属条（13）的压紧力来确定。

9.根据权利要求1或2所述的继电器（1），

其中所述至少一根双金属条（13）如此布置，使得其在变形之后提高接触力，所述可动的元件（4）在所述闭合位置中以所述接触力被朝所述第一和第二触点（2、3）挤压。

10.根据权利要求1或2所述的继电器（1），

其中所述至少一根双金属条（13）具有包含MnCu18Ni 10的层和包含FeNi36的层。

11.根据权利要求1或2所述的继电器（1），

其中所述继电器（1）具有两根双金属条（13、13a）。

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