專利名稱：用于低壓和中壓設備的單線圈執(zhí)行器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于低壓和中壓設備的單線圈執(zhí)行器，尤其涉及一種具有在性能
和結(jié)構(gòu)方面改進的特征的、基于單線圈電磁體的單線圈執(zhí)行器。本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器便
利地用在低壓和中壓設備中。對于本應用的目的，中壓指在1 50kV之間范圍的應用，并 且低壓指在低于lkV范圍內(nèi)的應用。
背景技術：
基于線圈的執(zhí)行器頻繁地用在對于多種應用的中壓和低壓設備中，例如低壓或中 壓電路斷路器、分離器或接觸器。基于線圈的執(zhí)行器的典型的使用在于隨著打開或關閉指 令而釋放或閉鎖彈簧致動的電路斷路器的機械部分。其它典型的使用例如是用于貨車的閉 鎖磁鐵、命令鎖定等。 傳統(tǒng)的基于線圈的執(zhí)行器通常包括驅(qū)動兩個繞阻的電子裝置，所述繞阻有選擇地 進行加載，用于移動與之相關的電樞("起動"操作)并且用于將其維持在位置中("保持" 操作)。兩個繞組直接從供電軌進行供能并且使用兩個MOSFET進行控制接通第一線圈來 起動電磁體，并且第二線圈允許將電磁體保持在位置中。 即使傳統(tǒng)的基于線圈的執(zhí)行器被廣泛且令人滿意地使用，然而它們具有一些缺 點。 首要問題源自需要覆蓋所有操作范圍的高數(shù)量的變型體。例如需要直至七種電磁 體變型體來支持所有電壓和電流(交流和直流)操作范圍。接著每種電磁體變型體需要其 自身的電子裝置。如此高數(shù)量的變型體具有對制造和操作成本的負面的影響。
另外的缺點源自線圈制造；特別是"保持"繞阻要求具有非常小的金屬絲截面的高 數(shù)量的圈數(shù)。這使得線圈昂貴。 另外的缺點源自線圈與專門的電子裝置或者與安裝有線圈的中壓或低壓設備的 已集成的電子裝置連接的可能性。通常電磁體用電纜連接到電子盒上，所述電纜需要手動 地成形且焊接在線圈繞阻上。這要求在線圈結(jié)構(gòu)方面進一步可能的變型，并且需要連接裝 置的焊接操作。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種用于中壓或低壓設備的基于線圈的執(zhí)行器，其中避 免或至少降低上述缺點。 本發(fā)明的目的尤其是提供一種用于中壓或低壓設備的基于線圈的執(zhí)行器，其設計 簡單，同時保持為預定應用所需的性能和可靠性。 另外本發(fā)明的目的是提供一種用于中壓或低壓設備的基于線圈的執(zhí)行器，該執(zhí)行 器能容易地適用于大量預定設備。 當然本發(fā)明的進一步的目的是提供一種用于中壓或低壓設備的基于線圈的執(zhí)行 器，該執(zhí)行器能容易地與專門的電子裝置或者與安裝有執(zhí)行器的中壓或低壓設備的已經(jīng)集成的電子裝置連接。 作為進一步的目的，本發(fā)明力求提供一種具有降低機械部件數(shù)量的用于中壓或低 壓設備的基于線圈的執(zhí)行器。 當然本發(fā)明的另外的目的是提供一種降低制造和安裝成本的用于中壓或低壓設 備的基于線圈的執(zhí)行器。 因此本發(fā)明涉及一種用于低壓或中壓設備的單線圈執(zhí)行器，該單線圈執(zhí)行器包括 機電的第一總成，該第一總成包括第一殼體，該第一殼體具有彼此聯(lián)接的第一半殼和第二 半殼；第一殼體確定容納電磁體的內(nèi)部空間，該電磁體具有線圈和可在兩個位置之間移動 的電樞。在按本發(fā)明的執(zhí)行器中，第一半殼具有用于電樞與外部元件的機械聯(lián)接的第一開 口，而第一半殼或第二半殼具有第二開口用于電磁體的電連接裝置，該電連接裝置包括插 頭_插座式連接裝置的第一連接元件，該第一連接元件電連接到該線圈上并且根據(jù)該第二 開口定位。 按這種方式可以克服已知技術的基于線圈的執(zhí)行器的不利因素和缺點。特別是結(jié) 構(gòu)是極其簡單的并且基于少量部件，從而節(jié)省制造成本。電連接裝置的實際類型以及其定 位允許單線圈執(zhí)行器與專門的電子裝置或者與安裝有執(zhí)行器的中壓或低壓設備的已經(jīng)集 成的電子裝置容易且直接地連接，而無需如在已知類型的基于線圈的執(zhí)行器中的任何連接 線和相關的手動成形和焊接操作。因此降低變型體的制造數(shù)量。


由按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器的優(yōu)選的但不是唯一的實施形式的描述體現(xiàn)本發(fā)明 的其它的特征和優(yōu)點，在附圖中提供所述執(zhí)行器的非限定性的例子，其中
圖1以透視圖形式顯示本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器的第一實施形式；
圖2以分解圖的形式顯示圖1的單線圈執(zhí)行器； 圖3以透視圖的形式顯示按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器的第二實施形式的詳情，其顯 示可與按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器聯(lián)接的電子總成；
圖4顯示圖3的實施形式的分解圖； 圖5顯示聯(lián)接到圖3和圖4的電子總成上的按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器的第一透視 圖； 圖6顯示聯(lián)接到圖3和4的電子總成上的按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器的第二透視 圖。
具體實施例方式
參考圖1和圖2，按本發(fā)明的用于低壓或中壓設備的按其一般定義的單線圈執(zhí)行 器包括第一機電總成l，該第一機電總成包括第一殼體10。 第一殼體10具有第一半殼11和第二半殼12，它們這樣彼此聯(lián)接，使得第一殼體 IO確定內(nèi)部空間。在通過殼體IO確定的空間內(nèi)容納一個電磁體15，該電磁體15具有一個 線圈16和一個可在兩個位置之間移動的電樞17。該電樞17與外部元件的機械聯(lián)接通過用 于機械聯(lián)接的該第一半殼11的第一開口 31實現(xiàn)，該外部元件例如是通過單線圈執(zhí)行器操 縱的中壓或低壓設備的裝置。換而言之，通過第一開口 31，電樞17的運動施加到通過單線圈執(zhí)行器操縱的所述裝置上。 按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器的特征之一是，該第一半殼11或該第二半殼12具有用 于電磁體15的電連接裝置的第二開口 32 ;特別是該電連接裝置包括插頭-插座式連接裝 置的第一連接元件41，該插頭-插座式連接裝置電連接至線圈16并且根據(jù)第二開口 32定 位。按這樣的方式可能的是，線圈按插塞模式容易地連接至驅(qū)動電子裝置。驅(qū)動電子裝置 可以是專門的電子裝置，如下面良好地顯示的那樣，或者可以是安裝有執(zhí)行器的中壓或低 壓設備的已經(jīng)集成的電子裝置。因此，通過第一連接元件41線圈16按需求進行加載或卸 載，因此施加運動到電樞17上或保持位置，該電樞相應地作用在要被操縱的元件上。
優(yōu)選地如在圖2中詳細地顯示的那樣，按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器包括絕緣的第一 殼體IO，其中第一半殼11是具有第一壁111和第二壁112的第一U形體，所述壁111U12 垂直地從第三壁113延伸；相應地第二半殼12是具有第四壁124和第五壁125的第二 U形 體，所述壁124、 125垂直地從第六壁126延伸。因此，通過第一半殼11和第二半殼12的相 互聯(lián)接，第一殼體10具有基本上平行六面體的形狀，該形狀具有通過壁111、112、113、124、 125、126確定的內(nèi)部容積，在其內(nèi)可以容納電磁體的機電部件。 按一種優(yōu)選的實施形式，為了確?？偝?的機械穩(wěn)定性，第一半殼11包括定位在 第一壁111、第二壁112或第三壁113中的至少一個壁上的第一機械聯(lián)接件51、52。第一機 械聯(lián)接件51、52與相應的第二機械聯(lián)接件53、54機械地聯(lián)接，所述第二機械聯(lián)接件定位在 第二半殼12的第四壁124、第五壁125或第六壁126中的壁上。 如圖2所示，第一機械聯(lián)接件51、52可以方便地定位到第一半殼11的第一壁、第 二壁或第三壁的邊緣上，并且按相同的方式，相應的第二機械聯(lián)接件53、54相應地定位到 第二半殼12的第四壁124、第五壁125或第六壁126的邊緣上。 盡管機械聯(lián)接件可以在廣泛的多種元件中進行選擇，但是優(yōu)選采用能被容易地進 行聯(lián)接和解除聯(lián)接的機械聯(lián)接件，以便簡化殼體10的制造和安裝。例如在圖2中顯示的那 樣，第一和第二機械聯(lián)接件可以是燕尾槽式的51、53并且通過兩部分彼此簡單的滑動獲得 聯(lián)接。有選擇地或附加地，第一和第二機械聯(lián)接件可以是卡扣式的52、54。按在圖中顯示的 實施形式這種聯(lián)接可以通過使用一個或多個例如定位在第二半殼12的邊緣上的彈性的齒 形件54而獲得，所述齒形件嚙合到例如定位在第一半殼11的邊緣上的相應的支座52上。 有選擇地彈性齒形件當然也可以定位在第一半殼11的邊緣上，而相應的支座定位在第二 半殼12的邊緣上。 按一種優(yōu)選的實施形式，按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器包括第一絕緣和保持元件61， 它相應于插頭-插座式連接裝置的第一連接元件41地定位。優(yōu)選地保持元件61穿過第二 開口 32延伸，以便機械地接合第一連接元件41的對應連接器。為了這個目的，保持元件61 這樣形成，使得允許在連接元件41與其對應連接器之間的機械固定。在圖中顯示的實施形 式中，第一連接元件41是雙針式連接元件；在這種情況中保持元件61是由絕緣材料構(gòu)成的 舌形件，它穿過第二開口 32延伸并且這樣形成，使得彈性接合相應的插座連接元件，第一 連接元件41插入到該插座連接元件內(nèi)。附加地，由絕緣材料制成的保持元件61也允許提 高在線圈繞阻與地面之間的絕緣的耐受電壓。 在按本發(fā)明的用于低壓或中壓設備的單線圈執(zhí)行器的一種特別優(yōu)選的實施形式 中，在圖3-6中顯示，該單線圈執(zhí)行器包括電子的第二總成2，該總成2在操作上聯(lián)接到電磁的第一總成1上。 特別是按該實施形式，第二總成2包括第二絕緣殼體20，該第二絕緣殼體具有相 互聯(lián)接的第三半殼23和第四半殼24。按這樣的方式第二殼體20確定內(nèi)部空間，執(zhí)行器的 專門的電子部件(未顯示)容納到該內(nèi)部空間內(nèi)，所述電子部件在操作上聯(lián)接到電磁體15 上。這些電子部件例如可以是一個電子板，用于控制電磁體15的狀態(tài)以及驅(qū)動電磁體15工作。 為了得到在電子裝置與電磁體15之間的工作連接，第三半殼23或第四半殼24 提供一個第三開口 33，用于在所述電子部件與電磁體15之間的電連接。為了這個目的，插 頭_插座式連接裝置的第二連接元件42根據(jù)第三開口 33定位并且聯(lián)接到第一連接元件41 上，該第二連接元件電連接到所述電子部件上。 實際上第一和第二連接元件41、42為可容易地進行聯(lián)接和解除聯(lián)接的插頭-插座 式連接裝置的兩個對應部件，而不需要如在已知類型的基于線圈的執(zhí)行器中的任何連接電 線和相關的手動成形和焊接工作。 優(yōu)選地按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器包括電子的第二總成2，其中第三半殼23或第四
半殼24具有第四開口 34，用于在所述電子部件與外部元件之間的電連接。為了這個目的，
插頭_插座式連接裝置的第三連接元件43相應地根據(jù)第四開口 34定位。 按這種有利的實施形式，第三連接元件43基本上具有與第一連接元件41 一樣的
設計。按這種方式顯著提高按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器的使用多樣性。實際上如果專門的電
子裝置不是必須的，那么機電的第一總成1可以通過第一連接元件41直接電聯(lián)接到中壓或
低壓設備上。 如果專門的電子裝置是必需的，那么該電子裝置容納在電子的第二總成2內(nèi)，該 第二總成通過第一和第二連接元件41和42電聯(lián)接到機電的第一總成1上。接著，電子的 第二總成2可以通過第三連接元件43直接電聯(lián)接到中壓或低壓設備上。因為第一連接元 件41和第三連接元件43具有基本上相同的設計，所以在不同產(chǎn)品之間的所有兼容問題都 得以解決，因為接口 (即連接元件41和43)基本上是相同的。 按在圖中顯示的實施形式，第一連接元件41和第三連接元件43是雙針(分別為 411、412和431、432)式插頭元件；因而第二連接元件42是聯(lián)接到雙針(411、412)式插頭 元件41上的插座元件。也可能具有相反的解決方案，即第一連接元件41設計成插座元件 并且第二連接元件42設計成插頭元件。在這種情況下第三連接元件43設計成插座元件。
按一種優(yōu)選的實施形式，按本發(fā)明的單線圈執(zhí)行器包括第二絕緣和保持元件62， 該元件根據(jù)插頭_插座式連接裝置的第三連接元件43定位。優(yōu)選地保持元件62穿過第四 開口 34延伸，以便機械地接合第三連接元件43的對應連接器。為了這個目的，保持元件62 這樣成形，使得允許在連接元件43與其對應連接器之間的機械固定。在圖中顯示的實施形 式中，第三連接元件43是雙針式連接元件；在這種情況中保持元件62是由絕緣材料構(gòu)成 的舌形件，該舌形件穿過第四開口 34延伸并且這樣成形，使得導電地接合相應插座連接元 件，第三連接元件43插入該插座連接元件內(nèi)。附加地由絕緣材料構(gòu)成的保持元件62也允 許提高絕緣特性。 在本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實施形式中，單線圈執(zhí)行器包括接地連接裝置71，該 接地連接裝置在容納在第二總成2內(nèi)的電子部件與容納在第一總成1的電磁體15之間。因此電磁體15被提供金屬罩，該金屬罩與容納在第二總成2內(nèi)的電子板處于電接觸。
按這個實施形式，電子的第二總成2的第三半殼23或第四半殼24有利地包括第 五開口 35，用于在電子部件與電磁體15之間的接地連接?？梢詫崿F(xiàn)在電磁體15與電子板 之間的電接觸和接地連接，例如金屬圓筒從電子板延伸至電磁體15的金屬罩，穿過第三半 殼23或第四半殼24的第五開口 35。 優(yōu)選地為了確保第一總成1與第二總成2聯(lián)合體的機械穩(wěn)定性，電子的第二總成2 的第三半殼23或第四半殼24包括用于與電磁的第一總成1聯(lián)接的機械聯(lián)接件。例如在第 一和第二總成1和2之間的機械聯(lián)接可以通過定位在第三半殼23上的針231實現(xiàn)和/或 通過也定位在第三半殼23上的一個或多個齒形件232實現(xiàn)。因此在這種情況中第一殼體 10提供孔，所述孔例如可以定位在第一半殼11上，針231可插入所述孔內(nèi)和/或齒形件可 以插入且接合到所述孔內(nèi)。 由此清楚的是，按本發(fā)明的用于低壓或中壓設備的單線圈執(zhí)行器相對于帶相同功 能的已知類型的相似執(zhí)行器具有許多優(yōu)點。特別是，可能的是，執(zhí)行器或者直接與中壓或低 壓設備連接或者與容納在第二總成內(nèi)的專門的電子裝置連接。因此第一總成和第二總成朝 外部元件(即中壓或低壓設備)的電接口是相同的，所以解決了所有兼容性問題。這允許 降低變型體的數(shù)量，因而降低制造、安裝和維護成本。 此外，其簡單化的結(jié)構(gòu)和工作構(gòu)思允許進一步節(jié)約成本。特別是插頭-插座式連 接裝置的使用允許單線圈執(zhí)行器與專門的電子裝置或者與安裝有執(zhí)行器的中壓或低壓設 備的已經(jīng)集成的電子裝置容易且直接地連接，而不需要如在已知類型的基于線圈的執(zhí)行器 中的任何連接線和相關的手動成形和焊接工作。此外部件(第一和第二半殼、電磁體、連接 裝置)的降低的數(shù)量、它們的機械結(jié)構(gòu)及它們的組裝是極其簡單的，從而降低了制造成本 和組裝成本。 因此構(gòu)思的用于低壓或中壓設備的單線圈執(zhí)行器可以經(jīng)過大量修改并得到大量 的變型，它們落入本發(fā)明的保護范圍。而且所有在此描述的組成部分可以通過其它的技術 上等同的元件代替。特別是裝置的部件材料和尺寸可以是任何根據(jù)需要和技術現(xiàn)狀的性 質(zhì)。
權(quán)利要求
用于低壓或中壓設備的單線圈執(zhí)行器，其特征在于該單線圈執(zhí)行器包括機電的第一總成(1)，該第一總成包括具有彼此聯(lián)接的第一半殼(11)和第二半殼(12)的第一殼體(10)，第一殼體(10)確定容納電磁體(15)的內(nèi)部空間，該電磁體具有線圈(16)和能在兩個位置之間移動的電樞(17)，第一半殼(11)具有用于電樞(17)與外部元件機械聯(lián)接的第一開口(31)，第一半殼(11)或第二半殼(12)具有用于電磁體(15)的電連接裝置的第二開口(32)，該電連接裝置包括插頭-插座式連接裝置的第一連接元件(41)，該第一連接元件(41)電連接到線圈(16)上并且根據(jù)第二開口(32)定位。
2. 按權(quán)利要求l所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于第一半殼(11)具有第一U形體， 該第一U形體具有垂直地從第三壁(113)延伸的第一壁(111)和第二壁(112)，并且第二半 殼(12)具有第二U形體，該第二U形體具有垂直地從第六壁(126)延伸的第四壁(124)和 第五壁(125)，第一半殼(11)和第二半殼(12)彼此聯(lián)接成確定基本上平行六面體的第一殼 體(10)。
3. 按權(quán)利要求2所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于第一半殼(11)包括定位在第一壁 (111)、第二壁(112)或第三壁(113)中的至少一個壁上的第一機械聯(lián)接件(51、52)，所述 第一機械聯(lián)接件(51、52)與定位在第二半殼(12)的第四壁(124)、第五壁(125)或第六壁 (126)中的至少一個壁上的相應的第二機械聯(lián)接件(53、54)聯(lián)接。
4. 按權(quán)利要求3所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于第一機械聯(lián)接件(51、52)定位在 第一半殼(11)的第一壁(111)、第二壁(112)或第三壁(113)的邊緣上，并且第二機械聯(lián) 接件(53、54)定位在第二半殼(12)的第四壁(124)、第五壁(125)或第六壁(126)的邊緣 上。
5. 按權(quán)利要求3或4所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于第一和第二機械聯(lián)接件(51、 52、53、54)包括燕尾槽式的機械聯(lián)接件(51、53)和/或卡扣式的機械聯(lián)接件(52、54)。
6. 按上述權(quán)利要求任一項所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于該單線圈執(zhí)行器包括第 一絕緣和保持元件(61)，該元件根據(jù)插頭-插塞式連接裝置的第一連接元件(41)定位并且 穿過第二開口 (32)延伸。
7. 按上述權(quán)利要求任一項所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于該單線圈執(zhí)行器包括在 操作上聯(lián)接到電磁的第一總成(1)上的電子的第二總成(2)，第二總成(2)包括第二絕緣殼 體(20)，該第二絕緣殼體具有彼此聯(lián)接的第三半殼(23)和第四半殼(24)，第二殼體(20) 確定內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間容納在操作上聯(lián)接到電磁體(15)上的電子部件，第三半殼(23) 或第四半殼(24)具有第三開口 (33)，用于在電子部件與電磁體(15)之間的電連接裝置，插 頭-插座式連接裝置的第二連接元件(42)根據(jù)第三開口 (33)定位并且聯(lián)接到第一連接元 件(41)上，該第二連接元件電連接到所述電子部件上。
8. 按權(quán)利要求7所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于第三半殼(23)或第四半殼(24)具 有第四開口 (34)用于在電子部件與外部元件之間的電連接裝置，插頭-插座式連接裝置的 第三連接元件(43)根據(jù)第四開口 (34)定位，第三連接元件(43)具有基本上與第一連接元 件(41)相同的設計。
9. 按權(quán)利要求8所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于第一連接元件(41)和第三連接元 件(43)是雙針(411、412、431、432)式的插頭元件，第二連接元件(42)是聯(lián)接到雙針(411、 412)式的第一連接插頭元件(41)上的插座元件。
10. 按權(quán)利要求8或9所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于該單線圈執(zhí)行器包括第二絕 緣和保持元件(62)，該元件根據(jù)第三連接元件(43)定位并且穿過第二開口 (32)延伸。
11. 按權(quán)利要求7-10任一項所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于該單線圈執(zhí)行器包括 在電子部件與電磁體(15)之間的接地連接裝置(71)。
12. 按權(quán)利要求7-ll任一項所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于電子的第二總成(2) 的第三半殼(23)包括用于與電磁的第一總成(1)聯(lián)接的機械聯(lián)接件(231、232)。
13. 按權(quán)利要求7-12任一項所述的單線圈執(zhí)行器，其特征在于電子的第二總成(2) 的第三半殼(23)或第四半殼(24)包括第五開口 (35)，用于在電子部件與電磁體(15)之間 的接地連接裝置。
全文摘要
一種用于低壓或中壓設備的單線圈執(zhí)行器，該單線圈執(zhí)行器包括機電的第一總成(1)，該第一總成包括具有彼此聯(lián)接的第一半殼(11)和第二半殼(12)的第一殼體(10)，第一殼體(10)確定容納電磁體(15)的內(nèi)部空間，該電磁體具有線圈(16)和能在兩個位置之間移動的電樞(17)，第一半殼(11)具有用于電樞(17)與外部元件機械聯(lián)接的第一開口(31)，第一半殼(11)或第二半殼(12)具有用于電磁體(15)的電連接裝置的第二開口(32)，該電連接裝置包括插頭-插座式連接裝置的第一連接元件(41)，該第一連接元件(41)電連接到線圈(16)上并且根據(jù)第二開口(32)定位。
文檔編號H01H50/64GK101714444SQ20091017588
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月29日
發(fā)明者G·V·迪納塔利, L·迪馬奧, M·布雷夏尼 申請人:Abb技術股份公司