机电低压开关 |
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| 申请号 | CN201380042962.7 | 申请日 | 2013-06-26 | 公开(公告)号 | CN104541351A | 公开(公告)日 | 2015-04-22 |
| 申请人 | 多杜科有限公司; | 发明人 | D·莫格; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种机电低压 开关 ，该开关具有可移动开关元件(10)，该可移动开关元件(10)具有导电 支撑 物(12)以及至少一个连接到该支撑物(12)的 电触点 片(8、9)，其特征在于：支持物(12)至少部分由 密度 小于5g/cm3的金属或者 合金 构成。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种机电低压开关，该开关具有可移动开关元件(10)，该可移动开关元件(10)具有导电支撑物(12)以及至少一个连接到该支撑物(12)的电触点片(8、9)，其特征在于：支持 |
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| 说明书全文 | 机电低压开关[0001] 根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种机电低压开关，该机电低压开关具有可移动开关元件，该可移动开关元件具有导电支撑物和至少一个连接到该支撑物的电触点片。一旦闭合开关，该可移动触点片便会压紧固定触点。在连接中，两个触点之间会发生弹跳(bouncing)。弹跳是机械触发的干扰效应。在很短的时间内，在微秒级范围内，开关会发生多次闭合和断开。更少见地，当断开开关时，也会发生弹跳。弹跳是由开关装置的元件的弹簧反作用造成的。如果高于电弧电压时，开关由于弹跳而短暂地再次断开，则电弧会在开关的固定触点和可移动触点之间引燃。在电弧下部，触点表面发生局部融化，可能会导致触点材料的溅蚀，从而导致触点质量的损失。触点材料的损失也称为烧损(burn-off)。烧损会缩短开关的有效寿命。此外，溅蚀的触点材料会堆积在开关的其他表面上，并引发问题。 [0002] 本发明的目的在于减少机电开关由于开关操作而导致的触点烧损。 [0005] 这具有非常重要的优势： [0006] 与现有技术中常用的由铜组成的支撑物相比，本发明中的支撑物的质量要轻于由铜构成的支撑物。因此，更不容易甚至可避免发生弹跳。进一步地，电弧发生的频率也明显降低。更少的电弧发生使得低压开关具有更长的有效寿命。 [0007] 弹跳期间发生的断开闭合移动以及断开闭合移动彼此之间的迅速切换会产生干扰信号，导致下游电气电路或电子电路出现问题。这些问题可以通过本发明的避免弹跳事件的方式避免。根据本发明，过滤器以及用于防止或抑制干扰信号的类似电路变得多余。 [0008] 当下，铜比较昂贵。将铜替换为轻金属的导电支撑物可以节约成本。 [0009] 优选地，该支撑物由轻金属或轻金属合金构成。可行的轻金属有，特别地，铝、镁、3 锂，以及它们的合金。该轻金属可与密度为5g/cm或更高的其他金属铸成合金。铝、镁和锂相互的合金是特别优选的。它们的特征在于尤其低的密度以及良好的导电性。 [0010] 优选地，在邻近至少一个触点片的支撑物的至少部分区域中，该支撑物提供有由导电性良好的材料构成的膜，该材料在电弧作用下在空气中不会引燃。这样，如果电弧的脚点(foot point)从连接支撑物的触点片处向下移，在电弧作用下引燃轻金属的风险就可以避免。 [0011] 导电性良好的材料，如铜、银、铁，以及这些金属的合金是尤其适合作为在电弧作用下不会引燃的该膜的材料。优选地，该膜的厚度至少为0.1mm。如果膜较薄，则电弧击穿该膜并引燃其下方的轻金属的风险就会增加。膜不厚于1mm是较为实用的；更大的厚度会导致对电弧作用的抵抗能力无明显改进。优选地，该膜的厚度在0.4mm到0.6mm之间。 [0012] 优选地，除了位于支撑物上，由在电弧作用下不会被引燃的材料构成的膜外，该支持物完全由轻金属或者轻金属合金构成。这使得支撑物质量特别低，从而使低压开关不容易或者几乎不会弹跳或者更容易抑制其弹跳。与由铜构成的传统开关相比，其质量可以减少到少于一半，例如传统的具有相同尺寸的铜支撑物的三分之一到四分之一。 [0013] 为了使由在电弧作用下不会引燃的材料构成的膜达到理想效果，必须在触点片(contact piece)或者—如果提供有两个触点片—两个触点片连接到的支撑物的侧面上提供该膜。该膜不需要在支撑物的另一侧面提供。然而优选地，该膜也可以提供在支撑物背向该触点片或者背向多个触点片的侧面。其益处在于，当支撑物温度发生变化时，支撑物的材料以及支撑物上的膜的材料的不同的热膨胀系数不会导致支撑物的弯曲。 [0014] 如果由在电弧作用下不会引燃的材料构成的膜位于支撑物上连接有至少一个触点片的侧面的整个表面上，并且优选地，还位于支撑物背向至少一个触点片的侧面的整个表面上，这将是实用的。这样在任何情况下都可以确保，如果电弧的脚点从其中一个触点片向下移动，它在任何情况下都只会在电弧作用下不会引燃的材料构成的膜上移动。 [0015] 至少一个触点片的导电支撑物通常由金属板构成，并且可通过冲压或者通过冲压并弯折制成。如果该由在电弧作用下不会引燃的材料构成的膜仅位于支撑物上提供有至少一个触点片的侧面上，该侧面在下文中称为支撑物的前侧，并且即使该膜位于背向至少一个触点片的支撑板的背侧，而支撑物在其所有表面上并不都具有由在电弧作用下不会引燃的材料构成的膜，则会发生侵蚀，尤其是触点侵蚀。为了克服这一点，可以在支撑物的所有侧面涂覆在电弧作用下不会引燃的材料。可以通过湿化学涂层工艺完成支撑物所有侧面的涂层，即在电解池或者不需要外部电流的适用于化学还原的池。通过这种方式，支撑物可以在其所有侧面涂覆在电弧作用下不会引燃的材料，电解涂层为优选的。然而，沉积厚度为几十分之一毫米的膜是非常复杂的，该厚度用来保护至少一个触点片的支撑物免受电弧影响，并且完全免受电解池或者免受化学还原池的影响。因为这个原因，优选通过轧制包覆(roll cladding)，将该理应可承受电弧作用的膜应用到支撑物的前侧，并且如果必要，还应用到背向前侧的支撑物后侧，厚度为几十分之一毫米，并且保护未被轧制包覆膜覆盖的表面，尤其是支撑物的横切表面，因为在电弧作用下不会引燃的材料通过湿化学工艺，尤其是电沉积工艺沉积。使用与轧制包覆相同的材料是实用的，尤其是铜，为了达到该目的，膜厚度为几μm。优选地，该保护膜可应用于支撑物的所有侧面，如果必要，还应用于已经通过轧制包覆应用的膜，该保护膜由在电弧作用下不会引燃的材料构成。之后，利用常用的方法，如焊接、钎焊或者铆接使至少一个触点板连接到支撑板。 [0016] 本发明适用于通常用于低压开关的所有类型和形状的支撑物。特别地，该支撑物可形成触点桥，可以是触点弹簧或者可连接到弹簧的端部。 [0017] 本发明的目的不仅在于根据权利要求1的低压开关，还在于用于低压开关的开关元件，当如预期使用时，该元件使低压开关成为根据本发明的低压开关。 [0019] 图1所示为根据本发明的低压开关的开关装置的纵剖面，该低压开关配置为桥开关，以及 [0020] 图2所示为图1所示开关的触点桥的一端的视图II。 [0021] 该低压开关具有两个固定触点1和2，其通过如钎焊连接到两个导体管道3和4，该管道安装在绝缘支撑板7上。钎焊焊料层5或6分别位于两个固定触点1和2中的每个触点和对应的导体管道3和4之间。 [0022] 两个可移动触点片8和9与两个固定触点1和2相对排列，该可移动触点片与配置为触点桥的开关元件10相连，该开关元件可以通过驱动器向前或者向后移动，如两箭头11象征性表示，从而使触点片8和9与相对排列的固定触点1和2接触，从而形成两导体管道3和4之间的导体连通，或者使得触点片8和9脱离固定触点1和2，从而断开两个导体管道3和4之间的导体连通。该驱动器例如可以是具有可替换的杆状铁芯的电磁铁，该电磁铁与触点桥10连接，可能提供铁芯与触点桥10之间的弹簧。 [0023] 触点桥10具有导电支撑物12，该支撑物12由轻金属或者轻金属合金构成，例如铝镁合金。该支撑物12在其前侧12a以及后侧12b的整个区域上通过轧制包覆均被由导电性能好的材料构成的膜13覆盖，该材料在电弧作用下不会被引燃，特别是铜电弧。两膜13的厚度总共为几十分之一毫米。该复合支撑物12还在其所有侧面提供有电解保护膜14，该保护膜14与膜13材料相同，优选具有约5μm的厚度。优选地，电解用保护膜14由铜构成。该两个可移动触点片8和9例如通过钎焊连接到已经以这种方式预处理的支撑物12上。该钎焊焊料层15和16如图所示。在所示例子中，该保护膜14在两膜13轧制包覆后应用，并且还延伸到膜13之外。 [0024] 根据本发明，通过选择支撑物12的材料、质量，与具有相同的尺寸的铜支撑物相比，弹跳的几率大大降低了。 [0025] 附图标记： [0026] 1.固定触点 [0027] 2.固定触点 [0028] 3.导体管道 [0029] 4.导体管道 [0030] 5.钎焊焊料层 [0031] 6.钎焊焊料层 [0032] 7.支撑物板 [0033] 8.触点片 [0034] 9.触点片 [0035] 10.触点桥 [0036] 11.箭头 [0037] 12.支撑 [0038] 12a.支撑物前侧 [0039] 12b.支撑物后侧 [0040] 13.膜 [0041] 14.保护膜 [0042] 15.钎焊焊料层 [0043] 16.钎焊焊料层 |
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