CN1192408C - 真空接触器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种真空接触器，当驱动线圈(2)上加上吸动电流(IA)时，衔铁(3)从衔铁静止位置(AR)首先经初动行程(sV)然后经引动行程(sM)移动到衔铁操纵位置(AB)。操纵元件(4)只是在衔铁经过引动行程(sM)期间才被衔铁(3)从元件静止位置(ER)带动到元件操纵位置(EB)。由此可使真空接触器获得无可指摘的触发特性。
Description
本发明涉及一种真空接触器，它包括接触器壳、驱动线圈、衔铁、操纵元件和至少一个真空触头，其中
-在驱动线圈上加上吸动电流时，驱动线圈使衔铁从衔铁静止位置移动到衔铁操纵位置，
-通过衔铁的移动使操纵元件从元件静止位置移动到元件操纵位置，
-操纵元件的移动导致至少一个真空触头闭合。
由CH-A-169467公开了一种真空接触器，它包括接触器壳、驱动线圈、衔铁、操纵元件和至少一个真空触头，其中
-在驱动线圈上加上吸动电流时，衔铁从衔铁静止位置移动到衔铁操纵位置，
-通过衔铁的移动使操纵元件从元件静止位置移动到元件操纵位置，
-操纵元件的移动导致至少一个真空触头断开，
-在衔铁从衔铁静止位置移动到衔铁操纵位置时，衔铁首先经过初动行程，然后经过引动行程，以及
-操纵元件只是在衔铁经过引动行程期间才被衔铁带动而移动。
由GB 1432372A公开了一种空气接触器，它包括接触器壳、驱动线圈、衔铁、操纵元件和至少一个触头，其中
-在驱动线圈上加上吸动电流时，衔铁从衔铁静止位置移动到衔铁操纵位置，
-通过衔铁的移动使操纵元件从其静止位置移动到被操纵位置，
-操纵元件的移动导致至少一个真空触头闭合，
-在衔铁从衔铁静止位置移动到衔铁操纵位置时，衔铁首先经过初动行程，然后经过引动行程，以及
-操纵元件只是在衔铁经过引动行程期间才被衔铁带动而移动。
在接触器中，通常当在驱动线圈上加上吸动电流时，衔铁以及操纵元件随之一起克服弹簧力偏移。因此弹簧力朝衔铁静止位置和元件静止位置方向作用。此弹簧力必须被驱动线圈基于吸动电流在衔铁上施加的吸动力矩所克服。吸动力矩取决于吸动电流，而吸动电流又与供给驱动线圈的电源电压有关。
吸动力矩和回复弹簧力均沿衔铁和操纵元件偏移的行程改变。因此在设计不良的接触器中可能发生这样的情况，即，当电源电压过低时，虽然衔铁和操纵元件已从它们的静止位置移出，但是衔铁和操纵元件却没有偏移到它们的操纵位置。在这种情况下，衔铁和操纵元件或附着在一个中间位置，或仅仅无压力地操纵一个由操纵元件操纵的触头。视这种状态持续的时间长短，有可能会导致过大的磨损，大部分情况下这还会导致损伤，在极端情况下甚至会导致接触器破坏。
在空气接触器中，亦即在其触头被空气包围的接触器中，可以将它设计为，衔铁和操纵元件要么根本不从其静止位置偏移出，要么完全转移到其操纵位置。接触器的这种特性称为触发特性(Kippverhalten)。
在真空接触器中必须比在空气接触器中作用一个更强的回复弹簧力。其原因在于还必须克服(真空)负压力。该负压力可能会导致触头经触发被独立操纵。在真空接触器中迄今认为不可能仅通过接触器的机/电设计就获得触发特性。因此，在先有技术的真空接触器中，要么放弃触发特性，要么在驱动线圈前串接一电子控制器，其中，该电子控制器只是在由于电源电压能保证衔铁和操纵元件可靠地过渡到操纵位置时，才给驱动线圈接通电源电压。
但本发明的发明人认识到，通过恰当设计真空接触器，有可能即使在没有串接在前的电子控制器的情况下也能获得触发特性。也就是说，本发明的发明人创造了一种真空接触器，其中，当驱动线圈上加入一个电流时，操纵元件始终要么保持在其静止位置要么完全移动到其被操纵位置。
因此，可与触头布置以及尤其与操纵真空触头无关地选择沿初动行程有待克服的力。尤其是，该有待克服的力可选择为与在类似的空气接触器中一样小。这样一来就可以在恰当设计真空接触器的情况下获得触发特性。
在真空接触器中电弧早在很小的触头开度时便已熄灭。因此，真空接触器一般具有比空气接触器更短的触头行程。因此，只要初动行程与引动行程之和与空气接触器的触头行程相等，就可以采用由空气接触器公开的尺寸设计。在实践中，这适用于初动行程与引动行程之比在1∶3与3∶1之间的情况下。通常初动行程与引动行程之比在2∶3与3∶2之间。
如已提及的那样，衔铁在经过初动行程期间要克服初动力(Vorlaufkraft)以及在经过引动行程期间要克服引动力(Mitnahmekraft)偏移。当初动力小于引动力时能以特别大的可靠性获得触发特性。在实践中这通常意味着初动力与引动力之比在1∶10与1∶2之间，尤其是在1∶5与1∶4之间。
若初动力由初动弹簧装置以及引动力由引动弹簧装置施加，初动弹簧装置一端支承在衔铁上和另一端支承在操纵元件上，以及引动弹簧装置一端支承在操纵元件上和另一端支承在接触器壳上，则真空接触器的设计结构特别简单。
若操纵元件具有一止挡以及衔铁在从衔铁静止位置偏移出时朝止挡移动，则初动行程可以特别简单的方式准确地确定。
由下面对实施例的说明给出本发明的其他优点及详情。附图中：
图1表示处于未被操纵状态的真空接触器；
图2表示图1所示接触器处于操纵状态；以及
图3表示沿衔铁行程的有关力和距离位置的变化曲线。
按图1，真空接触器具有接触器壳1。在图1中仅局部示出接触器壳1。在接触器壳1内刚性地固定有一驱动线圈2。此外，在接触器壳1内可运动地支承一衔铁3、一操纵元件4和一触桥5。
接触器具有一初动弹簧装置6、一引动弹簧装置7和压通弹簧装置8(Durchdruckfedereinrichtung)。按照本实施例，所述弹簧装置6-8均设计为压力弹簧装置。但它们也可以设计为其他形式，例如设计为扭转弹簧装置。
初动弹簧装置6一端支承在衔铁3上以及另一端支承在操纵元件4上。引动弹簧装置7一端支承在操纵元件4上以及另一端支承在接触器壳1上。压通弹簧装置8一端支承在操纵元件4上以及另一端支承在触桥5上。
当驱动线圈2未通电时，初动弹簧装置6将衔铁3压靠在上部操纵元件止挡9上。引动弹簧装置7将操纵元件4压靠在外壳止挡10上。压通弹簧装置8将触桥5压靠在触桥止挡11上。因此衔铁3处于衔铁静止位置AR，操纵元件4处于元件静止位置ER以及触桥5处于桥静止位置。在图1中表示了这种位置。
若反之，如图2所示，在驱动线圈2上加上吸动电流IA，则衔铁3从其衔铁静止位置AR移动到衔铁操纵位置AB。
由初动弹簧装置6施加的初动力FV逆着衔铁3的运动方向定向。它小于引动弹簧装置7施加的同样逆衔铁3运动方向定向的引动力FM。因此衔铁3首先被驱动线圈2移动一个初动行程sV。为了通过此初动行程sV，只须由驱动线圈2克服初动力FV。因为初动力FV小于引动力FM，所以操纵元件4在衔铁3通过初动行程sV期间不移动。它保持在元件静止位置ER。
在初动行程sV的终点，衔铁3移靠在一个下部操纵元件止挡12上，后者设在操纵元件4上。由于衔铁3移靠在下部操纵元件止挡12上，所以当衔铁3进一步移动到衔铁操纵位置AB上时，操纵元件4也移动到元件操纵位置EB。衔铁3在经过由操纵元件4被带动所定义的引动行程sM期间必须克服引动力FM。
通过移动操纵元件4，如图2所示，触桥5带着触头13下降到静触头14上，后者固定设置在接触器壳1中。然后操纵元件4再继续移动一段距离，因此在引动行程sM的最后这一个下面称为压通距离sD(Durchdruckweg)的行程段中，必须克服引动力FM以及由压通弹簧装置8施加的压通力FD。
于是，操纵元件4的移动促使操纵一对触头，该触头对由一侧包括动触头13在内的触桥5和另一侧的静触头14组成。由图1和图2可见，在真空盒15内的动触头13下降到静触头14上。在这里，真空盒15具有至少一个分段16，在此分段内真空盒的长度是可变的。基于触头13和静触头14设在真空盒15内，故该触头对是一对真空触头。因此，此接触器是一种真空接触器。
图3首先示意表示驱动线圈2通入吸动电流IA后必须克服的力的变化曲线。衔铁在经过初动行程sV期间只须克服初动力FV，该初动力FV沿初动行程sV略有上升。反之，在引动行程sM期间必须克服引动力FM，该引动力同样沿引动行程sM有所上升。在压通距离sD期间甚至必须克服引动力FM与压通力FD之和。
初动力FV小于引动力FM。它通常是引动力FM的10％至50％。因此初动力FV与引动力FM之比通常在1∶10至1∶2之间。初动力FV优选在引动力FM的20％与25％之间。因此，这一比值优选地在1∶5与1∶4之间。
由图3还可看出，操纵元件4只是在衔铁3经过引动行程sM期间才被衔铁3带动。初动行程sV通常为衔铁3走过的总行程的25％至75％。在大多数情况下它在总行程的40％与60％之间。因此初动行程sV与引动行程sM之比通常在1∶3与3∶1之间，大多在2∶3与3∶2之间。
引动力FM主要由真空触头的尺寸决定，或者在多个有待接通的触头的情况下由多个真空触头的尺寸决定。反之，初动力FV原则上可自由选择。因此尤其可以象相同功率的空气接触器那样来确定初动力V。
同样，引动行程sM基本上由真空接触器的尺寸决定。初动行程sV仍可自由选择。尤其是可按这样的方式选择初动行程sV，即，使初动行程sV与引动行程sM之和对应于类似的空气接触器的衔铁和操纵元件所要移动的行程距离。因此，驱动线圈2可如在类似的空气接触器中那样来设计。从而尤其可使真空接触器获得一种无可指摘的触发特性。
Claims (8)
1.一种真空接触器，它包括接触器壳(1)、驱动线圈(2)、衔铁(3)、操纵元件(4)和至少一个真空触头，其中，
-在驱动线圈(2)上加上吸动电流(IA)时，驱动线圈(2)使衔铁(3)从衔铁静止位置(AR)移动到衔铁操纵位置(AB)，
-通过衔铁(3)的移动，使操纵元件(4)从元件静止位置(ER)移动到元件操纵位置(EB)，
-操纵元件(4)的移动导致至少一个真空触头闭合，
-当衔铁(3)从衔铁静止位置(AR)移动到衔铁操纵位置(AB)时，衔铁(3)首先经过一初动行程(sV)，然后经过一引动行程(sM)，
-操纵元件(4)只是在衔铁经过引动行程(sM)期间才被衔铁(3)带动而移动，
-当驱动线圈(2)上加上一个电流时，操纵元件(4)始终要么保持在其静止位置(ER)要么完全移动到其被操纵位置(EB)。
2.按照权利要求1所述的真空接触器，其特征在于：初动行程(sV)与引动行程(sM)之比在1∶3与3∶1之间。
3.按照权利要求2所述的真空接触器，其特征在于：初动行程(sV)与引动行程(sM)之比在2∶3与3∶2之间。
4.按照权利要求1、2或3所述的真空接触器，其特征在于：衔铁(3)受驱动线圈(2)吸动，它在经过初动行程(sV)期间克服初动力(FV)以及在经过引动行程(sM)期间克服引动力(FM)移动；以及，初动力(FV)小于引动力(FM)。
5.按照权利要求4所述的真空接触器，其特征在于：初动力(FV)与引动力(FM)之比在1∶10与1∶2之间。
6.按照权利要求5所述的真空接触器，其特征在于：初动力(FV)与引动力(FM)之比在1∶5与1∶4之间。
7.按照权利要求4所述的真空接触器，其特征在于：初动力(FV)由初动弹簧装置(6)施加以及引动力(FM)由引动弹簧装置(7)施加；初动弹簧装置(6)一端支承在衔铁(3)上和另一端支承在操纵元件(4)上；以及，引动弹簧装置(7)一端支承在操纵元件(4)上和另一端支承在接触器壳(1)上。
8.按照权利要求1至3中任一项所述的真空接触器，其特征在于：所述操纵元件(4)具有止挡(12)，衔铁(3)在从衔铁静止位置(AR)处移动出时朝止挡(12)移动。
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