CN1149602C - 电子过载继电器的接触机构 - Google Patents

Abstract

本发明的过载继电器的跳闸机构具有易于组装、结构成本低和可靠性高的优点，该跳闸机构包括：装有双稳态衔铁(18)的外壳(10)，该衔铁装在外壳内的枢轴(16)上，可以在两个稳定位置之间转动。固定触头(12、14)配置在外壳内，而活动触头(48)装在簧片(32)上，该活动触头可移动到作为两个稳定位置中一个位置的与固定触头闭合的闭合位置，还可相对于固定触头移动到作为两个稳定位置中另一个位置的断开位置。装在衔铁上的凸出部(50、52)可受操作向移动簧片和其相关的触头。锁杆(24)装在衔铁上，具有锁面(84、86)。弹簧(94)装在外壳上，具有锁指(88)，该锁指可啮合锁面，并使衔铁不动地保持在两个位置中的一个位置上。

Description

电子过载继电器的接触机构

发明领域

本发明涉及电气继电器，具体涉及过载继电器的跳闸机构。

发明背景

过载继电器是通常用在工业设施中的电气开关，用于保护电气设备不受到因过电流产生的过热造成的损害。在典型情况下，该电气设备是三相马达，该马达经另一种称作接触器的继电器连接于电源。通常的接触器是大功率继电器，具有三个电源切换电路，以便接通和断开连接于三相电源的各相电路。利用电流通过线圈产生的电磁力提供接通和断开触头所需的动力，流过该线圈的电流又由另一个位于远处的开关控制。

在常规配置中，过载继电器与接触器线圈的控制开关串联。当过载继电器检测到过载状态时，该过载继电器便切断接触器线圈的电源，使接触器控制的电气设备与电源断开，由此防止电气设备受损。

在过去，过载继电器利用各相电的电阻加热器，该电阻加热器将产生的热量传送到本身可控制一个开关的双金属片。当检测到过载时例如当大量热量从电阻加热器传送到双金属片时，该双金属片便断开其相关的开关，使接触器线圈断电，由此使电气设备的相关部分与电源断开。

近年来，电阻加热器-双金属片式继电器已由电子过载继电器取代。这种电子过载继电器例如可见1993年1月12日公布的Znzuly的共有转让美国专利权书No.5 179 495，此专利的整个内容已作为参考文献包含在本文中。通常，这种电路的输出功率相当小，因此为使该输出能够控制接触器线圈电流，要求使用半导体开关。这种半导体开关本身可控制一个低功率接触机构的电流，然后再通过此接触机构的操作控制接触器线圈的电流以及控制指示器。在通常情况下，指示器是灯，当发生过载跳闸时该灯发光。在我的题为“过载继电器跳闸机构”的共有转让待审申请中公开了这样一种接触机构，该申请于1997年4月11日提出，序号为No.08/838904(律师案号No.355.00068)，其整个内容已作为参考文献包含于本文中。

该申请公布的机构极好地满意了预定要求。然而这种机构利用了所谓“桥接”触头，所以组装稍为困难，增加了成本。另外，在要接通电路(不是断开)时特别是在与半导体器件相关的低电流或低负载条件下接通时，这种桥接触头可能造成可靠性问题。具体是，在桥接触头中应用了两个间隔开的固定触头以及活动的接触杆。为接通电路，该接触杆必须与两个固定触头保持良好的电接触，然而如果其中一个触头接触不良，则会引起电弧等后果，或者如果开关机构中进入灰尘等，则电路不能接通。因此涉及两个触头，所以出故障的可能性增加到只用一个触头时的两倍。

在Gebrauchmuster的德国专利No.7902034中公布一种继电器机构，该机构包括双稳态的衔铁和固定触头。簧片携带活动触头。操作时，当一对固定和活动触头闭合时，另一对触头断开。

本发明的目的旨在克服一个或多个上述缺点。

发明概要

本发明的主要目的是提供一种新的改进的过载继电器跳闸机构，本发明的具体目的是提供一种容易组装、组装成本低而且可靠性提高的过载继电器的改进跳闸机构。

对于过载继电器的跳闸机构，本发明的例示性实施例可达到上述目的，该机构包括一外壳，  一装在外壳内的双稳态衔铁(armature)，该衔铁装在一枢轴上用以在两个稳定位置之间转动，和位于上述外壳内的固定触头。由簧片支承的活动触头设置成可移动到两个稳定位置中之一的与固定触头闭合的闭合位置，并用以相对于固定触头移动到两个稳定位置中另一位置的断开位置。该簧片配置成可由衔铁啮合。一锁面(latch surface)由衔铁和外壳中的一个支承，而一弹簧装在衔铁和外壳中的另一个上并具有一锁指(latch finger)，用于啮合锁面和使衔铁保持在两个位置中的一个位置上。

在优选实施例中，簧片彼此间隔开关位于枢轴的相对两侧。衔铁包括至少两个凸出部，在枢轴两侧各有一个，用于啮合簧片中相应一个簧片。

在优选实施例中，簧片具有固定于外壳的固定端部和携带活动触头的活动端部。该活动端部是分叉的，以限定两个接触指，并在各个指上有其中一个活动触头。

按照本发明的另一方面，提供了一种过载继电器的跳闸机构，该机构包括一外壳以及一安装在外壳上的双稳态衔铁，该衔铁装在一枢轴上，以在两个稳定位置之间转动。固定触头配置在外壳内，并设置一对簧片，各个簧片具有固定于外壳的一个端部和一相对的自由端部。活动触头由簧片的自由端部支承，以移动到两个稳定位置之一与固定触头闭合的闭合位置，并相对固定触头移动到两个稳定位置中另一个位置的断开位置。驱动器装在衔铁上并随同衔铁一起运动，以便啮合簧片中的相应一个簧片，锁杆(latch bar)由衔铁支承，并具有一锁面。一扭力弹簧装在外壳上，并具有一弹簧指，该弹簧指用以啮合锁面并使衔铁保持在两个位置中的一个位置上。按钮可往复运动地装在外壳上，并可移动到与锁指啮合和脱离啮合。

下面的说明将显示本发明的其它目的和优点，从这些说明中可以部分地明显地看出这些目的和优点，或通过本发明的实施可以领会这些目的和优点。利用所附权利要求书特别指出的装置和装置组合可以实现和达到本发明的目的和优点。

附图说明

附于本说明并构成本说明一部分的附图示出本发明现时优选实施例，这些附图结合上面的一般说明和下面的优选实施例的详细说明可以阐明本发明的原理。

图1是按本发明制作的跳闸机构的稍许示意的截面图，示出部件位于自动复位位置的状态；

图2是本发明中所用一组触头的优选形式的局部平面图。

优选实施例说明

参考附图，图中所示过载继电器位于复位位置，具体位于自动复位位置，该继电器包括外壳10，该外壳总的表示为10，图中只示出部分外壳。第一组总的示为12的常开固定触头和一组总的示为14的常闭固定触头安装在外壳内。该外壳包括一枢轴16，总的表示为18的细长双稳态衔铁可绕该枢轴转动。示出的衔铁位于其稳定位置中的一个位置上，该衔铁可被操作而使第一组总的表示为20的活动触头保持在断开位置。在其另一双稳态位置，该衔铁可被操作而断开总的表示为22的第二组活动触头，此组活动触头是常闭的。触头20和22可分别与固定触头接触和脱开。

总的表示为24的锁杆连接于衔铁，可随该衔铁一起运动，因此该锁杆可绕枢轴16在衔铁18的两个稳定位置之间摆动。

外壳包括开孔25，该孔中可往复运动地装入总的表示为26的手动操作装置，该操作装置包括按钮表面28和垂悬柱30。按钮28装配成可大体移向和移离锁杆24。现在说明活动触头20和22，其结构大体是相同的，各个触头包括细长的簧片32，该簧片具有固定于外壳部分36的端部34和自由端部38。在本发明的一个实施例中，如图2所示，该自由端部在42分叉，形成两个触指44和46。各个触指上有触头48，该触头视情况可紧靠固定触头12、14中相应触头或一组触头。在通常情况下，当继电器跳闸时，常开触头12、20可被操作而接通指示器例如灯的电源，使灯发光。另一方面，通常利用常闭触头14、22向接触器线圈供电，以使该接触器向正受控的电气设备例如通常为马达的设备供电。虽然簧片32的自由端部38不一定要分叉，只需要装一个单一的触头48即可，但最好采用分叉的结构，因为要接通电路时在一个给定的簧片34上只需一个触头48与相关的固定触头12、14接触。结果是，如果其中一个触头受电蚀或被例如大气中的尘土弄脏，则电路仍可以由另一个触头接通，这样便提高了可靠性。

还应当认识到，应用簧片接触结构减小了在各组触头12、20中所需的部件数目，因而和应用桥接接触的情况相比，组装更加容易，结构也更为经济。

衔铁18带有两个凸出部50、52，在枢轴16的两侧各有一个。凸出部50适合于啮合与触头12、20相关的簧片32，以使该触头断开，而凸出部52也可以被操作而啮合与触头14、22接触的簧片32，由此也可使该触头14、22断开。

衔铁18包括第一磁极片62和平行的间隔开的第二磁极片64。磁极片62和64将枢轴16及两个永磁体66夹在中间。如果需要两个永磁体可结合成单体结构，但为方便和容放枢轴，可应用两个永磁体66。

外壳上装有磁偏转系统或磁极片70，该磁偏转系统形为浅U形，具有腿72和74。线圈76绕在磁极片70的弯曲(bight)处。在一些情况下，线圈76可由单一线圈构成，而在另一些情况下，需要在上面绕两个电绝缘的线圈，一个在另一个的顶上。具体配置取决于所用电子线路的控制模式。如果该控制模式使电流反向流过线圈76而将继电器从一种状态切换到另一种状态，则只需要用一个单一线圈。另一方面，如果电路不使电流反向，而是使电流从一个线圈切换到另一线圈，则需要用两个彼此面对面绕的线圈作线圈76。

现在说明锁杆24，该锁杆可在外壳内随衔铁18在上述两个双稳位置之间运动。一个位置是图1所示的位置，而在另一位置时，凸出部52断开电触头14、22，并使触头12、20闭合。

锁杆24的上端部包括细长槽82，该槽口位于外壳10内一个开孔(未示出)的下面。可以将一种工具例如螺丝刀的头部穿入该开孔，插入槽82中，对杆24施加手动力，从而可使杆在两个稳定位置之间移动，这样便可达到手动测试目的。

在槽82的正下面形成由两个邻接面84、86形成的锁面。在锁面84、86的下面是弹簧锁指88，该锁指具有朝上的端部90，该端部在下面将要说明的某些条件下适合于包围锁面84、86中表面84并锁在该表面上。锁指88从总的表示为94的扭力弹簧的簧圈92伸出，该扭力弹簧装在外壳10的一个腔内的柱96上。作为另一种选择弹簧94可装在锁杆24上，而将锁面84、86形成在外壳10上。

相对于锁指88的簧圈92的端部98压靠在外壳10上，以制止簧圈92绕柱96转动。该锁指可以将锁杆锁在衔铁18两个稳定位置中的一个位置上，此位置是图1中未示出的位置。

锁杆24还支承平的紧邻柱102的倾斜凸出部100，该柱平行于枢轴16。总的表示为104的第二扭力弹簧装在柱102上，并包括端部106，该端部固定于凸出部100，以防止扭力弹簧104的簧圈108绕柱102转动。扭力弹簧104的相对端部110起复位指的作用，它沿按钮驱动器26的方向以一锐角倾斜地延伸通过凸出部100的端部。对此，按钮驱动器26的垂悬柱30包括槽口112，该槽口起止动面的作用并与复位指110配合，以使锁杆24从跳闸位置即图1未示出的位置转移到图1所示的复位位置。

现在说明按钮驱动器26，具体说明柱30，下端部包括凸出部分114，偏压弹簧116压靠在该凸出部分上。偏压弹簧116向上偏压按钮26，将按钮从图1所示的位置向上压。

在柱30的正上面操作装置26包括向外伸出的舌形件或凸出部分120。同时，外壳10包括具有固定表面122的第一槽口和具有止动表面124的第二槽口。按钮驱动器26的凸出部分120在其最上部位置紧靠槽口122并由此固定在外壳10内。

操作装置26除凸出部分120外最好具有大体圆柱形横截面，以便可以在外壳10内转动和作往复运动。因而，当将操作装置向下压到图1所示的位置时，该操作装置便转动，使凸出部120达到止动表面124的下面。在此位置，操作装置被固定在其最下部的对应于图1所示自动复位模式的位置。

应当特别注意到，在自动复位模式时，凸出部分120压靠着锁指88的上端部90。如图1所示，这样便使锁指88保持与锁杆24上的锁面84、86的脱离啮合。然而，如果转动按钮26，使凸出部分120脱开止动表面124，并通过弹簧116的偏压力，使该按钮在外壳10内向上运动，则锁指88的上端部90靠着表面84。如果继电器跳闸，则会使衔铁18移动到其另一双稳态位置(图1未示出的位置)，结果，弹簧指88沿表面84由凸轮带动而最后卡在锁面86的后面，并将锁杆24固定在其跳闸位置。

为复位继电器，向下压按钮(假定它在其最上部位置)。当凸出部分120碰到弹簧指88的上端部90时，该弹簧指88将脱离锁面86。同时，弹簧104的端部110将嵌入槽口112而被固定，按钮26的进一步向下运动将使弹簧104的端部110移向水平位置，从而同时将锁杆24驱动到图1所示的位置。

参考上述本发明人的待审申请专利可以看出这种机构的其它结构和操作特征。

通过以上说明可以看出，由于使用携带触头48的簧片32，因此按本发明制造的过载继电器其组装相当容易，因而更为经济。而且该继电器也更为可靠，因为和桥接式机构比较其部件数目较少。由于采用各个簧片上分叉的自由端部38来形成两个触指44、46，并且各个触指携带一个触指48，所以更增大了其可靠性。技术人员可以容易想到其它优点和改型。因此在广泛意义上本发明不限于本文示出的和说明的具体细节和代表性装置。因此可以进行各种改变而不超出由所附权利要求书和其等效说明所确定的发明总原则的精神或范围。

Claims (5)

1.一种过载继电器的跳闸机构，包括；

一外壳(10)；

一双稳态衔铁(18)，装在外壳(10)内的枢轴(16)上，以在两个稳定位置之间转动；

一在所述外壳(10)内的固定触头(12、14)；

一对簧片(32)，各个簧片具有固定于上述外壳(10)的一个端部(34)和一相对的自由端部(38)；

活动触头(20、22)，由上述自由端(38)支承，用以移动到上述两个稳定位置之一的与上述固定触头(12、14)闭合的闭合位置，并用以相对于上述固定触头(12、14)移动到上述两个稳定位置中另一个位置的断开位置

凸出部(50、52)，安装在上述衔铁(18)上，并可随该衔铁一起运动，以便啮合上述簧片(32)中的相应一个簧片；

一锁杆(24)，由上述衔铁(18)支承，其上具有一锁面(84、86)；

一弹簧指(88)，用以啮合上述锁面(84、86)并使上述衔铁(18)保持在上述两个位置中的一个位置上；其特征在于：

一按钮(26)，可往复运动地装在上述外壳上，用以移动到与上述锁指(88)啮合和移动到与该锁指脱开。

2.如权利要求1所述的跳闸机构，其特征在于，上述弹簧指(88)从装在柱(96)上的扭力弹簧(94)的一簧圈(92)伸出。

3.如权利要求2所述的跳闸机构，其特征在于，上述柱(96)位于上述杆(24)上，而上述止动面(112)位于上述操作装置(26)上。

4.如权利要求3所述的跳闸机构，其特征在于，上述操作装置(26)是一手动操作装置。

5.如权利要求1所述的跳闸机构，其特征在于，使上述自由端部(38)分叉，以限定两个触头安装指(44、46)，在各个上述触头安装指(44、46)上设置其中一个上述活动触头(20、22；48)；上述固定触头(12、14)是成对的，各对固定触头设置成可由相应簧片(32)的相应分叉自由端部上的相应活动触头(20，48；22，48)啮合。