本發(fā)明涉及用于繼電器的觸頭裝置以及具有所述觸頭裝置的繼電器，所述繼電器用于切換大電流.觸頭裝置具有支承至少一個(gè)靜觸頭的基座.此外，觸頭裝置具有可在至少第一位置與第二位置之間移動(dòng)的可動(dòng)觸頭，其中可動(dòng)觸頭在第一位置中接觸靜觸頭以便由此在所述靜觸頭和可動(dòng)觸頭之間提供導(dǎo)通連接.在第二位置中，靜觸頭與可動(dòng)觸頭分離.

背景技術(shù)：

繼電器是電操作開關(guān)并且可被用于通過小功率信號(hào)來(lái)控制電路。然而，被控制的電信號(hào)可以是大功率信號(hào).

延遲公開的德國(guó)專利申請(qǐng)DE10 2008 039 704A1公開了一種繼電器，其具有用于切換例如為30A的電流的觸頭裝置.該觸頭裝置具有第一靜觸頭和第二可動(dòng)觸頭.可動(dòng)觸頭由彈性板的第一端機(jī)械地支承，所述可動(dòng)觸頭通過鉚接連接到所述彈性板的第一端。彈性板的另一端安裝至線圈的殼體。當(dāng)線圈通電時(shí)，可動(dòng)銜鐵對(duì)彈性板的第一端施加力并且由此可動(dòng)觸頭朝向靜觸頭移動(dòng).繼電器的可動(dòng)觸頭和靜觸頭閉合。當(dāng)中斷控制電路時(shí)，彈簧使可動(dòng)觸頭回縮并且可動(dòng)觸頭和靜觸頭打開.可動(dòng)觸頭通過導(dǎo)線連接至連接端子.該導(dǎo)線彎曲以形成回路并由此提供自支承結(jié)構(gòu).彎曲的導(dǎo)線的彈回力被導(dǎo)線兩端所連接的可動(dòng)觸頭吸收。連接端子連接至導(dǎo)線的中部.導(dǎo)線的彎曲賦予其穩(wěn)定的形狀以便容易地通過焊接將所述中部安裝至連接端子。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題是提供可靠且易于制造的用于切換例如200A以上的大電流的繼電器。

該問題的解決方案在獨(dú)立權(quán)利要求中有所描述.從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn).

本發(fā)明的觸頭裝置至少包括優(yōu)選非導(dǎo)電的基座，例如，諸如某些樹脂或模制品制成的板.所述基座支承至少一個(gè)靜觸頭，其也稱為定觸頭.所述靜觸頭可與連接端子電連接和/或提供連接端子，用于將觸頭例如通過第一線纜與電路連接或與電路板連接。連接端子可以是或包含至少一個(gè)連接插腳.觸頭裝置進(jìn)一步包含至少一個(gè)可動(dòng)觸頭?？蓜?dòng)觸頭可以至少?gòu)牡谝晃恢靡苿?dòng)至第二位置。在第一位置中，可動(dòng)觸頭電連接靜觸頭；可動(dòng)觸頭和靜觸頭閉合。在第二位置中，在靜觸頭與可動(dòng)觸頭之間存在絕緣間隙，由此靜觸頭和可動(dòng)觸頭斷開連接；靜觸頭和可動(dòng)觸頭打開.因此，可動(dòng)觸頭從第一位置移動(dòng)至第二位置或者可動(dòng)觸頭從第二位置移動(dòng)至第一位置分別指的是打開觸頭或閉合觸頭.優(yōu)選地，所述可動(dòng)觸頭由導(dǎo)線機(jī)械地支承，具體地是由復(fù)絲導(dǎo)線(也稱為絞合導(dǎo)線或絞合導(dǎo)體)機(jī)械地支承。

絞合導(dǎo)線是由一組導(dǎo)線或多組導(dǎo)線的任意組合構(gòu)成的導(dǎo)體(參見第5版IEEE電力與電子術(shù)語(yǔ)詞典，IEEE紐約，1993).

優(yōu)選地，支架支承所述至少一根絞合導(dǎo)線并且所述絞合導(dǎo)線機(jī)械地支承可動(dòng)觸頭并將可動(dòng)觸頭例如通過所述支架電連接至連接端子。支架可安裝至基座。支架可以是梁柱、型材和/或?qū)w棒.支架可包含至少一個(gè)連接端子，例如連接插腳，用于通過絞合導(dǎo)線將可動(dòng)觸頭連接至待被觸頭裝置控制的電路。

絞合導(dǎo)線的柔性能夠?qū)崿F(xiàn)可動(dòng)觸頭的移動(dòng)。此外，絞合導(dǎo)線可將可動(dòng)觸頭電連接至連接端子。不同于現(xiàn)有技術(shù)，絞合導(dǎo)線不必彎曲來(lái)形成自支承環(huán)，而是可以例如至少大致為直的。僅在將可動(dòng)觸頭從第一位置移動(dòng)至第二位置或從第二位置移動(dòng)至第一位置時(shí)，即在打開或閉合可動(dòng)觸頭和靜觸頭時(shí)，才需要彎曲絞合導(dǎo)線。然而，不同于現(xiàn)有技術(shù)，該彎曲僅獲得略微彎曲的絞合導(dǎo)線，因?yàn)樵谝苿?dòng)可動(dòng)觸頭時(shí)彎曲力應(yīng)當(dāng)盡可能地小.由此，在可動(dòng)觸頭在其位置之間移動(dòng)時(shí)，絞合導(dǎo)線的彈回力減小，這產(chǎn)生更大的接觸力和更快的切換.

優(yōu)選地，可動(dòng)觸頭附接至所述至少一根絞合導(dǎo)線的自由端。這會(huì)在移動(dòng)可動(dòng)觸頭時(shí)減小彎曲力.

例如，可動(dòng)觸頭可以是至少基本正交(±30°，優(yōu)選為±15°，更優(yōu)選為±5°)于所述至少一根絞合導(dǎo)線的縱向方向延伸的導(dǎo)體棒.導(dǎo)體棒可以是在被相應(yīng)地致動(dòng)的情況下在其第一位置與第二位置之間擺動(dòng)的擺動(dòng)體.此外，可容易地平行布置多根絞合導(dǎo)線，由此增強(qiáng)觸頭裝置的最大電流和機(jī)械支承.此外，限制了擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的自由度而且很好地限定了觸頭彼此接觸.替代兩根或更多根平行的絞合導(dǎo)線，捆狀或帶狀絞合導(dǎo)線提供了類似的優(yōu)點(diǎn).當(dāng)然，也可以平行布置至少兩根捆帶狀絞合導(dǎo)線。

優(yōu)選地，可動(dòng)觸頭包含至少一個(gè)凹槽，絞合導(dǎo)線的一端接合到所述凹槽中.凹槽可以例如為通孔或盲孔。在任何情況下，通過非常簡(jiǎn)單且低成本地將絞合導(dǎo)線插入到所述凹槽中，絞合導(dǎo)線可以附接并且同時(shí)電連接至可動(dòng)觸頭。通過壓合、焊接、釬焊或類似方式可以獲得對(duì)絞合導(dǎo)線的固定.

絞合導(dǎo)線可以是由扭絞的和/或編織的絲構(gòu)成的復(fù)絲導(dǎo)線.該絞合導(dǎo)線提供了增強(qiáng)了的機(jī)械特性，即通過絞合導(dǎo)線增強(qiáng)了可動(dòng)觸頭的機(jī)械支承.

支架可被附接至基座并支承所述至少一根絞合導(dǎo)線的第一端。該支架可由導(dǎo)電材料制成，例如由金屬板或類似物制成，并且由此不僅提供了絞合導(dǎo)線的機(jī)械支承而且還使絞合導(dǎo)線與至少一個(gè)連接端子接觸。例如，支架可以是具有第一腿部和第二腿部的金屬型材，該第一腿部附接至基座且第二腿部支承所述至少一根第一絞合導(dǎo)線的所述第一端.在非導(dǎo)電支架的情況下，絞合導(dǎo)線必須通過其它裝置與連接端子或?qū)Ь€連接，以便在所述可動(dòng)觸頭與待由觸頭裝置控制的電路之間提供電連接。

型材的第二腿部?jī)?yōu)選地正交(±30°)于待與可動(dòng)觸頭接觸的靜觸頭的表面延伸。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)絞合導(dǎo)線在靜觸頭“上方”特別簡(jiǎn)單的附接.因此可動(dòng)觸頭具有接近第一位置或第二位置中的至少一個(gè)位置的休止位置，由此改善了打開或閉合觸頭.

如果支架延伸穿過基座的至少一個(gè)通孔并且在基座的與可動(dòng)觸頭相對(duì)的一側(cè)提供至少一個(gè)連接端子和/或連接插腳，則觸頭組件可以以低價(jià)格制造而且可以例如通過將一個(gè)或多個(gè)連接端子焊接至電路板而非常容易地附接至電路板?？商娲?，可由電路板上的插孔提供夾持連接，但在任何情況下，改善了待由所述觸頭裝置控制的電路的組裝。

以類似的方式，靜觸頭可具有由可動(dòng)觸頭接觸的接觸面并延伸穿過基座的至少一個(gè)通孔，由此在基座的與可動(dòng)觸頭相對(duì)的一側(cè)提供至少一個(gè)連接端子.該連接端子可以像與可動(dòng)觸頭連接的連接端子那樣與電路板連接，進(jìn)一步改善了所要控制的電路的組裝.

至少一個(gè)接觸面是凸面.這樣的接觸面可由例如接觸鉚釘或接觸插腳來(lái)提供，所述接觸鉚釘或接觸插腳附接至所述觸頭中的至少一個(gè)?？商娲?或甚至附加地)，凸接觸面可由相應(yīng)觸頭的至少一個(gè)凸部來(lái)提供.觸頭可包含一個(gè)或多個(gè)接觸面。而且接觸面中的至少一個(gè)可以是平面。接觸面的形式取決于觸頭組件的機(jī)械設(shè)計(jì)、接觸面的材料、觸頭組件的應(yīng)用及其它參數(shù).對(duì)于給定的參數(shù)組，最佳的接觸面(形式和材料，例如覆層)可以通過試驗(yàn)來(lái)確定.

觸頭組件也可以包含用于移動(dòng)可動(dòng)觸頭的致動(dòng)器，由此使觸頭組件成為繼電器。換句話說(shuō)，繼電器具有至少一個(gè)可操作地連接至可動(dòng)觸頭的致動(dòng)器，用于通過某些致動(dòng)裝置將可動(dòng)觸頭從第一位置移動(dòng)至第二位置和/或從第二位置移動(dòng)至第一位置。致動(dòng)裝置可以是桿、柱、繩、架或類似物.

致動(dòng)器可以是具有至少一個(gè)線圈和銜鐵的螺線管驅(qū)動(dòng)器，所述銜鐵在被激勵(lì)時(shí)被所述線圈吸引.更精確地，該吸引是由于激勵(lì)所述線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)產(chǎn)生的并且可以是磁阻力所導(dǎo)致的。磁芯可定位在線圈中.當(dāng)然，可使用至少一個(gè)磁軛來(lái)引導(dǎo)磁通量，并且當(dāng)線圈被激勵(lì)以產(chǎn)生所述磁場(chǎng)時(shí)，銜鐵可被吸引至磁軛和/或磁芯。

致動(dòng)器和可動(dòng)觸頭可被某些致動(dòng)裝置機(jī)械地聯(lián)接，所述致動(dòng)裝置例如是至少一個(gè)推拉桿或類似物。優(yōu)選地，致動(dòng)裝置由致動(dòng)器驅(qū)動(dòng).換句話說(shuō)，繼電器具有至少一個(gè)可操作地連接至可動(dòng)觸頭的致動(dòng)器或致動(dòng)裝置，用于將可動(dòng)觸頭從第一位置移動(dòng)至第二位置和/或從第二位置移動(dòng)至第一位置.

優(yōu)選地，致動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)通過至少一個(gè)鉸接部附接至可動(dòng)觸頭。該鉸接部將擺動(dòng)的可動(dòng)觸頭的旋轉(zhuǎn)與致動(dòng)裝置的移動(dòng)解耦，并由此在閉合觸頭時(shí)增強(qiáng)電接觸。此外，致動(dòng)裝置中的張力得以減小.

優(yōu)選地，致動(dòng)裝置由螺線管驅(qū)動(dòng)器的銜鐵或銜鐵的腿部通過第一鉸接部以及由可動(dòng)觸頭通過第二鉸接部支承，其中銜鐵的腿部至少基本平行(±15°，優(yōu)選為±10°，甚至更優(yōu)選為±5°)于絞合導(dǎo)線的至少靠近可動(dòng)觸頭的部段擺動(dòng).由此當(dāng)打開或閉合觸頭時(shí)，致動(dòng)裝置可以說(shuō)平行地?cái)[動(dòng).螺線管驅(qū)動(dòng)器的力有效地提供給可動(dòng)觸頭，而不會(huì)負(fù)面地影響可動(dòng)觸頭的移動(dòng).接觸力因而可增強(qiáng).

至少一根絞合導(dǎo)線便足以機(jī)械地支承和電連接可動(dòng)觸頭，但兩個(gè)或更多根絞合導(dǎo)線可有助于避免可動(dòng)觸頭扭轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并提高了觸頭裝置的最大電流。利用帶形式(即具有矩形或跑道形的截面)的絞合導(dǎo)線可以獲得同樣的效果。

附圖說(shuō)明

在下文中，將通過示例來(lái)描述本發(fā)明，而不會(huì)限制總體的發(fā)明理念，實(shí)施例的示例將參照附圖。

圖1示出了具有閉合觸頭的第一繼電器的截面圖，

圖2示出了具有打開觸頭的第一繼電器的截面圖，以及

圖3示出了第一繼電器的正視圖.

圖4示出了具有閉合觸頭的第二繼電器的截面圖，

圖5示出了具有打開觸頭的第二繼電器的截面圖，以及

圖6示出了第二繼電器的正視圖.

在圖1至圖3中，示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例。繼電器1具有基座10。靜觸頭20通過插入插腳安裝至基座，形成伸入到基座的互補(bǔ)凹槽中的連接端子22。連接端子22可延伸穿過基座并可采用連接插腳的形式.靜觸頭20具有接觸面29(僅圖2)，用于通過可動(dòng)觸頭30與互補(bǔ)接觸面39(僅參見圖2)接觸。

在該示例中，接觸面29、39為平面，但這僅是示例.提供觸頭20、30在閉合時(shí)的電連接的接觸面29、39也可以是凸面.換句話說(shuō)，觸頭20、30可以均具有至少一個(gè)凸接觸面。例如，靜觸頭20和/或可動(dòng)觸頭30可包含至少一個(gè)具有凸面的凸部(例如兩個(gè)或更多個(gè)凸部)，該凸面連接相應(yīng)的另一個(gè)觸頭20、30的相應(yīng)的互補(bǔ)接觸面.又，僅一個(gè)觸頭可具有至少一個(gè)凸接觸面，其接觸另一個(gè)觸頭20、30的平面或凹面.

可動(dòng)觸頭30可以是連接器棒并且可被至少一根絞合導(dǎo)線35(例如，參照?qǐng)D3所示的四根絞合導(dǎo)線35)可移動(dòng)地支承并電連接.絞合導(dǎo)線35附接至支架40.將至少一根絞合導(dǎo)線35附接并接觸至支架可以例如通過焊接或釬焊獲得.又，該至少一根絞合導(dǎo)線35可被插入到支架的凹槽中并通過壓配合附接.支架可以由導(dǎo)電材料制成，所述導(dǎo)電材料例如是金屬。在本文中，支架40是由具有第一腿部43和第二腿部44的金屬板制成的型材.

第一腿部43附接至基座10并且具有延伸穿過基座的插腳，所述插腳可以用作連接端子42并可具有連接插腳的形式.第二腿部44位于第一腿部43的遠(yuǎn)側(cè)(即朝向遠(yuǎn)離基座10的一側(cè))并且與第一腿部43形成大約90°(±15°，優(yōu)選為±10°，更優(yōu)選為±5°)的角度.因此，相對(duì)于基座，第二腿部44至少大致平行于基座10.可動(dòng)觸頭30像鐘擺一樣在支架40的下方擺動(dòng)。

螺線管驅(qū)動(dòng)器50或其它類型的致動(dòng)器可安裝至基座10并且可與可動(dòng)觸頭30聯(lián)接，用于使可動(dòng)觸頭30中在第一位置和第二位置或打開位置之間運(yùn)動(dòng)，在所述第一位置即所謂的閉合位置，可動(dòng)觸頭30接觸靜觸頭(參見圖1)，在所述第二位置或打開位置，兩個(gè)觸頭分離，如圖2所示。

螺線管驅(qū)動(dòng)器具有磁軛53，其可直接附接至基座10.磁軛53連接至線圈51的磁芯55以便通過銜鐵54將線圈51的磁場(chǎng)引導(dǎo)至線圈51的相對(duì)側(cè).銜鐵例如由所述的磁軛53可樞轉(zhuǎn)地支承并且可以平行于可動(dòng)觸頭30地?cái)[動(dòng).銜鐵54與可動(dòng)觸頭30由致動(dòng)裝置58聯(lián)接，這里以推拉桿的形式作為示例.致動(dòng)裝置58可通過至少一個(gè)鉸接部被附接至銜鐵54和可動(dòng)觸頭30.

銜鐵54為朝向其打開位置加載的彈簧(圖2；為了簡(jiǎn)化，沒有示出彈簧)。因此當(dāng)激勵(lì)線圈51時(shí)，銜鐵54被朝向磁芯55因此被朝向線圈51吸引并且由此推動(dòng)可動(dòng)觸頭30抵住靜觸頭20.觸頭20、30由此閉合.當(dāng)關(guān)斷線圈51時(shí)，彈簧致動(dòng)銜鐵58并由此也致動(dòng)可動(dòng)觸頭30退回至打開位置，因?yàn)樗鼈內(nèi)缟衔乃忉尩哪菢油ㄟ^所述的致動(dòng)裝置58聯(lián)接.因此，繼電器的觸頭為常開型，但是本發(fā)明當(dāng)然并不限于常開型觸頭.通過定觸頭20和可動(dòng)觸頭30圍繞豎直軸線的簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)，觸頭(20，30)將為常閉，即當(dāng)激勵(lì)線圈時(shí)觸頭將斷開?？商鎿Q地，可使用不同的致動(dòng)器來(lái)替代所示的螺線管驅(qū)動(dòng)器50。

如圖3最佳所示，可動(dòng)觸頭由四個(gè)(也可以是其它數(shù)量，至少一個(gè))絞合導(dǎo)線35支承，也可以說(shuō)掛在支架40的下方.附接并接觸至少一根絞合導(dǎo)線35可例如通過焊接或釬焊獲得.又，該至少一根絞合導(dǎo)線35可插入到可動(dòng)觸頭的凹槽中并通過壓配合附接。致動(dòng)裝置58優(yōu)選地通過鉸接部可被附接至可動(dòng)觸頭的左和/或右窄側(cè).致動(dòng)裝置58的另一端可類似地附接至銜鐵(參見圖1和圖2).

圖4至圖6中所示的第二繼電器1非常類似于圖1至圖3所示的第一繼電器1，并且類似于圖1至圖3中繼電器包含基座10，所述基座支承螺線管驅(qū)動(dòng)器和靜觸頭20.這些部件基本相同，對(duì)于細(xì)節(jié)使用相同的附圖標(biāo)記.目前對(duì)于圖1至圖3的描述也可以在圖4至6中讀到。只有可動(dòng)觸頭30的機(jī)械支架稍微不同：支架40具有延伸穿過基座10的插腳42.不同于圖1至圖3中的支架，圖4至圖6中的支架為導(dǎo)體棒.導(dǎo)體棒的頂側(cè)具有凹槽，絞合導(dǎo)線35的第一端接合在所述凹槽中(該凹槽不位于交叉平面中).絞合導(dǎo)線35具有筆直的第一部分，所述筆直的第一部分在支架40外豎直(±15°，優(yōu)選為±10°，甚至更優(yōu)選為±5°)延伸.在第一部分上方，絞合導(dǎo)線35具有彎曲的第二部分，所述第二部分形成至少大約180°(±25°，優(yōu)選±10°，甚至更優(yōu)選±5°)的弧。第三部分從彎曲的第二部分向下懸掛。至少一根絞合導(dǎo)線35的第三部分的自由端接合在可動(dòng)觸頭30的凹槽中并固定在其中.可動(dòng)觸頭30也可以說(shuō)懸掛在具有反U形狀的至少一根絞合導(dǎo)線35的自由端。可動(dòng)觸頭30的接觸面39至少與靜觸頭20的互補(bǔ)接觸面29處于基本相同的高度.絞合導(dǎo)線35由此電連接并機(jī)械支承可動(dòng)觸頭。可動(dòng)觸頭30通過致動(dòng)裝置58連接至螺線管驅(qū)動(dòng)器50的銜鐵54.銜鐵54被支承以便平行于可動(dòng)觸頭30地?cái)[動(dòng).

在示例中，示出了四根絞合導(dǎo)線35(參見圖3和圖6)，但本發(fā)明并不限于該數(shù)量.再次指出，對(duì)于這兩個(gè)示例，至少一根絞合導(dǎo)線是足夠的，但是兩根或更多根絞合導(dǎo)線可以減少可動(dòng)觸頭30的扭轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并增加觸頭裝置的最大電流.如上所解釋的，利用捆或帶形式(即具有矩形或跑道形的截面)的至少一根絞合導(dǎo)線可以獲得同樣的效果.

僅僅為了簡(jiǎn)化，關(guān)于附圖以及“發(fā)明內(nèi)容”部分中描述的繼電器僅具有一個(gè)靜觸頭20和一個(gè)可動(dòng)觸頭30。然而，其它數(shù)量的靜觸頭或可動(dòng)觸頭20、30也是可以實(shí)現(xiàn)的。例如，可與第一靜觸頭對(duì)向地設(shè)置第二靜觸頭，如果可動(dòng)觸頭位于其第二位置，該第二靜觸頭被接觸；當(dāng)可動(dòng)觸頭30連接第一靜觸頭20時(shí)，該第二靜觸頭與可動(dòng)觸頭30斷開。此外，兩個(gè)靜觸頭20可以并排布置和/或可動(dòng)觸頭30設(shè)置在靜觸頭的兩側(cè)。

附圖標(biāo)記列表

1 繼電器

10 基座

20 靜觸頭

22 連接端子

29 接觸面

30 可動(dòng)觸頭

35 絞合導(dǎo)線

39 接觸面

40 支架

42 連接端子

43 第一腿部

44 第二腿部

50 螺線管驅(qū)動(dòng)器

51 線圈

52 連接端子

53 磁軛

54 銜鐵

55 磁芯

56 螺線管支架

58 致動(dòng)裝置(本文中例如為推拉桿)