[发明专利]电磁开关装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁开关装置，其具有电磁铁和可移动的衔 铁，该衔铁利用相反于闭合力作用的并且在断开位置中不为零的保 持力安置在开关装置中。

背景技术

这种类型的电磁开关装置的基本工作原理根据图1至图3的接 触器的例子来说明。根据图1，这种开关装置包括具有磁轭2的电 磁铁1，在磁轭上例如设置有两个用于励磁的励磁线圈4。对应于 磁轭2的衔铁6通过由两个并联连接的复位弹簧8构成的复位弹簧 装置弹性地安置在开关装置的仅仅示意性地示出的壳体10中。磁 轭2、励磁线圈4和衔铁6构成开关装置的电磁驱动装置。衔铁6 通过加偏压的接触弹簧12与可移动的触桥14以传递力的方式连 接。两个固定的接触支承件16对应于可移动的触桥14。衔铁6构 成用于在触桥14和接触支承件16之间相对运动的磁性驱动装置的 促动器。

触桥14和固定的接触支承件16分别具有接触块或者触点18。 通过可移动的触桥14和固定的接触支承件16形成的开关触点处于 被断开的位置(断开位置)。在切断状态中，触点18之间具有间距 S₀，并且磁轭2和衔铁6的极面20和60之间具有间距d＝H。复 位弹簧8被加偏压，从而使衔铁6在断开位置的原始位置中以偏压 力或者保持力F₀来压抵止挡22。

在接通励磁线圈4时，衔铁6克服由复位弹簧8施加的保持力 F＝F₀的作用向着磁轭2的方向运动，如在图中通过箭头所示的那 样。

现在在图2中示出一种状态，在该状态中，触点18之间首次 接触，因此衔铁6历经一段路程s₀。在该时间点，极面20、60之 间的距离为d＝d_s＝H-s₀。只有进一步地克服由复位弹簧8施加的 增大的弹簧力和附加地克服由与其并联连接的接触弹簧12施加的、 同样增大的弹簧力时，衔铁6才实现进一步的闭合运动。因为由加 偏压的接触弹簧12施加的弹簧力明显大于由复位弹簧8施加的弹 簧力，所以在衔铁6上作用的总的复位力突然增大。

在进一步的进程中，在衔铁6上作用的电磁力大于由复位弹簧 8和接触弹簧12施加的复位力，并且衔铁6可以进一步向着磁轭2 的方向移动，直到衔铁最终如在图3中所示的那样在最终位置或者 静止位置以其极面60抵靠在磁轭2的极面20上(d＝0)。

在图4中绘制出了相应的力曲线。在那里实施一个作用在衔铁 6上由复位弹簧8和接触弹簧12施加的复位力F来克服在衔铁6 和磁轭2的极面20、60之间的距离d。从曲线中看出，复位弹簧8 (图1)在断开位置施加保持力F₀。如果电流流过励磁线圈4，那 么衔铁6在由电磁铁1施加的吸引力的作用下克服复位弹簧8的作 用在向着磁轭2的极面20的方向上移动。在该移动时，随着复位 弹簧8的增大的长度压缩，施加到衔铁6上的相反指向的复位力F 相应于复位弹簧8的弹性常数的总和而线性增加。在间距d＝d_s时， 触点18彼此接触并且作用到衔铁6上的复位力F通过加偏压的接 触弹簧12的接入而突然增大。

在断开位置中施加到衔铁6上的保持力F₀确保开关装置在该位 置中在外部机械振动或者冲击载荷时不会产生非预期的闭合。所

以，在总的在d₀和d_s之间的历经的路程期间，衔铁6必须一直克服 由复位弹簧8施加的复位力F，该复位力从一个最终的并用于将衔 铁6机械地锁定在断开位置中的必要的值(保持力F₀)开始连续地 增大。然而为了实现短暂的开关动作时间(高的闭合力)，必要的 是电磁系统2、4、6被设计和确定尺寸为可使得作用到衔铁6上的 磁力明显高于由复位弹簧8施加的复位力。其缺点是，在整个工作 范围(磁行程)上复位力都持续增加。由此产生相对多的大的、不 需要的力，该力必须通过相应设计的强有力的电磁驱动装置来克 服。

在DE 3340904A1中公开了一种开关装置，该开关装置包括由 两个双臂的肘杆设置成的压力弹簧构成的复位弹簧装置。该开关装 置因此具有负的复位力特征曲线，这也就是说，在衔铁的移动轴线 的方向上作用到衔铁上的复位力在开关装置的闭合过程的进程中 变小。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有改善的弹簧力特性的电磁开 关装置。