切換觸頭和制造切換觸頭的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于接觸器和繼電器的切換觸頭(1)，其包括彈簧元件(11、12)和通過(guò)材料結(jié)合而連接至該彈簧元件(11、12)的接觸元件(13)。此外，本發(fā)明涉及制造切換觸頭(1)的方法，特別地用在接觸器和繼電器中，其由彈簧元件(11、12)和接觸元件(13)構(gòu)成，彈簧元件(11、12)和接觸元件(13)通過(guò)材料結(jié)合而連接至彼此。為了制造可盡可能微型化的彈簧元件(11、12)和接觸元件(13)之間的穩(wěn)定連接，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置為使得，切換觸頭(1)包括至少兩層(9、10)，抵靠第一層(9)擱置的接觸元件(13)通過(guò)材料結(jié)合而連接至附加層(10)。
【專利說(shuō)明】
切換觸頭和制造切換觸頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于接觸器和繼電器的切換觸頭，其包括彈簧元件和通過(guò)材料結(jié)合(material bonding)連接至該彈簧元件的接觸元件。
[0002]此外，本發(fā)明涉及制造切換觸頭的方法，特別地用在接觸器和繼電器中，其由彈簧元件和接觸元件構(gòu)成，彈簧元件和接觸元件通過(guò)材料結(jié)合而連接至彼此。
【背景技術(shù)】
[0003]切換觸頭和用于制造上述類型的切換觸頭的方法由現(xiàn)有技術(shù)已知。切換觸頭總是緊固至支架且與支架形成觸頭組件，所述觸頭組件在電切換設(shè)備(諸如繼電器或接觸器)中執(zhí)行切換功能。切換設(shè)備具有驅(qū)動(dòng)裝置，其通過(guò)促動(dòng)部件移動(dòng)切換觸頭組件或切換觸頭，以便使緊固至促動(dòng)部件的接觸元件以導(dǎo)電的方式與計(jì)數(shù)接觸元件接觸，或使其從計(jì)數(shù)接觸元件釋放。
[0004]特別地，在用于計(jì)數(shù)應(yīng)用的繼電器(所謂的“計(jì)數(shù)繼電器”)中，對(duì)切換觸頭的載流能力具有高需求。在切換觸頭組件內(nèi)，電流通常從支架或模制到支架的電連接件經(jīng)由彈簧元件傳遞到接觸元件、且從這里傳遞到計(jì)數(shù)接觸元件。為此目的，接觸元件通常關(guān)于其電傳遞特性被優(yōu)化。相反，彈簧元件關(guān)于其施加的彈性力被優(yōu)化，以便能夠?qū)⒔佑|元件從計(jì)數(shù)接觸元件釋放，例如僅通過(guò)這些彈性力，而沒(méi)有使用促動(dòng)裝置的沿與切換方向反向的方向的力。為了優(yōu)化彈簧元件的彈性力，彈簧元件通常由帶足夠?qū)щ娦缘木哂凶罴褟椈商匦缘牟牧媳恢圃?，即，期望的彈簧剛性和?jiān)固性，所述材料諸如CuCrSiTi。
[0005]為了確保彈簧元件和接觸元件之間的最佳電流傳遞，彈簧元件和接觸元件應(yīng)盡可能牢固地連接至彼此。但是，特別地，在一直以來(lái)使切換觸頭組件微型化的努力方面，越來(lái)越難制造彈簧元件和接觸元件之間的足夠穩(wěn)定的連接。作為鉚釘連接的替換，在切換連接件中，單層彈簧元件可例如焊接到接觸元件。與鉚釘連接相比，焊接的優(yōu)勢(shì)在于，焊接連接中的電傳遞電阻較小，且這還反映在熱優(yōu)勢(shì)中，且這還意味著，彈簧元件和接觸元件之間的連接的熱行為在長(zhǎng)期更穩(wěn)定。但是，焊接至今還沒(méi)有與多層使用，即涂覆的彈簧元件，因?yàn)閷拥倪B接所期望的準(zhǔn)確度現(xiàn)在僅通過(guò)鉚釘連接實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]考慮從現(xiàn)有技術(shù)已知的切換觸頭的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種多層彈簧元件和接觸元件之間的穩(wěn)定的連接，其能夠盡可能微型化。
[0007]對(duì)于最初提到的切換觸頭，該目的根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榍袚Q觸頭包括至少兩層，接觸元件抵靠第一層擱置，且通過(guò)材料結(jié)合而連接到附加層。
[0008]在最初提到的方法中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了該目的，因?yàn)榈挚康谝粚訑R置的接觸元件通過(guò)材料連接至至少一個(gè)另一層。
[0009]—開(kāi)始看起來(lái)簡(jiǎn)單的這些方案的優(yōu)勢(shì)在于，形成接觸元件和彈簧元件之間的緊密連接，其具有大的穩(wěn)定性、堅(jiān)固性和非常好的導(dǎo)電性。所述至少一個(gè)另一層可通過(guò)彈簧元件形成，該彈簧元件抵靠形成第一層的彈簧元件擱置。層可分別形成，例如至少部分地通過(guò)彈簧元件。彈簧元件可具有:緊固部分，用于將彈簧元件緊固在切換觸頭組件中或緊固到其支架上;接觸部分，用于支撐接觸元件;和布置在之間的彈簧部分;另外還有促動(dòng)部分，電切換設(shè)備的促動(dòng)裝置可在該促動(dòng)部分上將切換力傳遞至切換觸頭。兩層可通過(guò)第一彈簧元件和附加的彈簧元件形成，第一彈簧元件能夠布置在接觸元件和焊接到該接觸元件的附加彈簧元件之間。由此，可容易地實(shí)現(xiàn)切換觸頭的兩層、板簧類型的構(gòu)造。換句話說(shuō)，切換觸頭可以以三明治構(gòu)造被構(gòu)造，第一彈簧元件或第一層布置在接觸元件和附加彈簧元件或附加層之間。接觸元件可被釬焊到至少一個(gè)層或其中一個(gè)彈簧元件，例如，焊料層至少部分地施加到要連接至彼此的表面(例如，Sil Fos層)，以便獲得最穩(wěn)定的硬釬焊。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的方案可任意地組合，且通過(guò)以下各自具有優(yōu)勢(shì)的額外的實(shí)施例進(jìn)一步改進(jìn):
[0011]接觸元件可穿過(guò)在第一層或第一彈簧元件中的開(kāi)口。模制到接觸元件上的至少一個(gè)突出部可穿過(guò)在第一層中或在第一彈簧元件上模制到附加層或附加彈簧元件的開(kāi)口。由此，可特別容易地建立接觸元件和附加層或附加彈簧元件之間的連接，第一層或第一彈簧元件可被固定在接觸元件和附加彈簧元件之間。開(kāi)口和突出部可彼此互補(bǔ)的形成。
[0012]突出部可形成為肋，且開(kāi)口可形成為槽。肋可簡(jiǎn)單地穿過(guò)槽，且有助于保證彈簧元件和接觸元件之間沿肋的縱向延伸方向的最穩(wěn)定且最導(dǎo)電的連接，肋的縱向延伸方向例如對(duì)應(yīng)于接觸元件和/或接觸部分的寬度或長(zhǎng)度。
[0013]接觸元件可焊接到第一層或第一彈簧元件。替換地或附加地，接觸元件可被釬焊到第一層或第一彈簧元件，例如如上面已經(jīng)提到的，硬釬焊通過(guò)至少部分地施加焊料層而實(shí)現(xiàn)。接觸元件可被焊接到第一層或第一彈簧元件和附加層或附加彈簧元件二者，通過(guò)其，可實(shí)現(xiàn)這些部件之間的最緊密和緊湊的互連，和因此實(shí)現(xiàn)切換觸頭的高穩(wěn)定性。
[0014]模制到接觸元件上的附加突出部可焊接到第一層或第一彈簧元件。附加突出部可構(gòu)造為附加焊接肋。在最壞的情況下，如果當(dāng)制造附加突出部至第一層或第一彈簧元件的切換觸頭焊接沒(méi)有發(fā)生時(shí)，至少可實(shí)現(xiàn)第一層或第一彈簧元件到鄰近的附加突出部的一些緊固夾持。
[0015]接觸元件可沿至少一個(gè)焊縫焊接到至少一層或至少一個(gè)接觸彈簧，所述焊縫大體平行于切換觸頭或其層或彈簧觸頭的縱向軸線。焊接可由此盡可能按照特別且局部限定地那樣實(shí)施，且可最小化對(duì)彈簧元件的材料的影響。替換地或附加地，焊縫可橫向于縱向方向延伸。但是，該類型的延伸是有問(wèn)題的，其可限定預(yù)確定的破壞點(diǎn)或?qū)е乱欢ǖ陌疾坌Ч?br>[0016]在最初提到的方法中，根據(jù)本發(fā)明的方法可進(jìn)一步改進(jìn)，例如通過(guò)切換元件，其穿過(guò)接觸觸頭的第一層，且連接至切換觸頭的所述至少一個(gè)附加層。為此目的，可將至少一個(gè)開(kāi)口模制到第一層或形成第一層的第一彈簧元件中，和將至少一個(gè)突出部或焊接肋模制到接觸元件上，該焊接肋通過(guò)開(kāi)口且與附加層或附加的彈簧元件接觸。為此目的，有利的是，突出部的高度或焊接肋大于第一層或第一彈簧元件的厚度。突出部或焊接肋可因此穿過(guò)第一層或第一彈簧元件，且在焊接期間被熔化掉。至少一個(gè)附加突出部可模制到接觸元件上，且可連接到第一層或第一彈簧元件。在焊接之前，焊料層可施加到接觸元件和/或彈簧元件，以便按目標(biāo)方式產(chǎn)生接觸元件和接觸彈簧的釬焊。
【附圖說(shuō)明】
[0017]下文中，本發(fā)明將利用作為例子的可行實(shí)施例并參考附圖被詳細(xì)描述。在這些實(shí)施例中示出的特征的組合僅用作圖示說(shuō)明。如果相應(yīng)特征的優(yōu)勢(shì)并不是特定應(yīng)用的結(jié)果，則各個(gè)特征可也根據(jù)它們的上述優(yōu)勢(shì)省略。
[0018]為了簡(jiǎn)便，在實(shí)施例的描述中，相同特征和元件被提供相同的附圖標(biāo)記。具有相同或至少相似的功能的特征和元件通常具有相同的附圖標(biāo)記或標(biāo)記字母，其被設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)撇號(hào)，以便識(shí)別附加實(shí)施例或變體。
[0019]附圖如下示出:
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明的切換觸頭的示意透視圖；
[0021 ]圖2是圖1所示的接觸觸頭的第一彈簧元件的或第一層的示意透視圖；
[0022]圖3是圖1所示的接觸觸頭的附加彈簧元件的或附加層的示意透視圖；
[0023]圖4是如圖1所示的切換觸頭的示意側(cè)視圖；
[0024]圖5是如圖1所示的切換觸頭的示意頂視圖；
[0025]圖6是如圖1所示的切換觸頭沿圖4的截線A-A的示意截面圖；和
[0026]圖7是如圖1所示的切換觸頭沿圖5的截線B-B的示意截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1在示意透視圖中示出根據(jù)本發(fā)明的切換觸頭I。切換觸頭I沿縱向方向X從一個(gè)緊固端部2延伸到一緊固端部3，且包括兩個(gè)切換單元la、lb，它們分別形成或具有切換觸頭I的緊固部分4、彈簧部分5、接觸部分6和促動(dòng)部分7。切換單元la、lb設(shè)置為沿橫向方向Y彼此靠近且通過(guò)橋8彼此連接，該橫向方向垂直于縱向方向X。切換觸頭I具有第一層9、和第二或附加層10，它們沿高度方向Z—個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上，且分別通過(guò)第一彈簧元件11和第二或附加彈簧元件12形成，高度方向垂直于縱向方向X延伸且垂直于橫向方向Y。切換觸頭I的縱向軸線L或中央軸線M平行于縱向方向X延伸?？v向方向X、橫向方向Y和高度方向Z—起形成笛卡爾坐標(biāo)系。
[0028]為每個(gè)切換單元la、Ib設(shè)置各自的布置在接觸部分6中的接觸元件13，通過(guò)其切換表面13a沿平行于高度方向Z的切換方向S指向，且通過(guò)其裝配側(cè)13b位于第一彈簧元件11的或第一層9的上側(cè)Ila上。為了緊固到切換觸頭I或其相應(yīng)的切換單元la、lb上，突出部14和附加突出部15被模制到接觸元件13上，且這將在本說(shuō)明書中以下進(jìn)一步詳細(xì)討論。突出部14延伸穿過(guò)開(kāi)口 16，該開(kāi)口模制到第一層9或第一彈簧元件11中，至第二、附加層10或第二、附加彈簧元件12，且這將在本說(shuō)明書中以下進(jìn)一步詳細(xì)討論。通過(guò)以焊縫形式形成在突出部14和15上的第一焊接部17或通過(guò)焊縫形式的第二、附加焊接部18，接觸元件13通過(guò)材料結(jié)合而連接到第二、附加層10或到第二、附加彈簧元件12和到第一層9或到第一彈簧元件11，且這將在本說(shuō)明書中以下進(jìn)一步詳細(xì)討論。
[0029]此外，緊固開(kāi)口19被模制到緊固部分4中，所述緊固開(kāi)口具有沿高度方向Z穿過(guò)層9和10或彈簧元件11和12延伸的通孔的形式。第一彈簧元件11分別設(shè)置有布置在彈簧部分5中的彎折部14，以便增強(qiáng)沿與切換方向S相對(duì)的反切換方向S作用的反彈性或重置力Fsο在促動(dòng)區(qū)域7中，每個(gè)切換單元la、lb具有彎折邊緣形式的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)20，其模制到第二或附加彈簧元件上，且沿與高度方向Z相對(duì)的方向或沿反切換方向S’指向。增強(qiáng)結(jié)構(gòu)20有助于支撐自由端部21，所述自由端部形成在第一彈簧元件11上且在第二彈簧元件12上沿縱向方向X、沿反切換方向S’突出。因此，自由端部21可通過(guò)從接觸部分6至促動(dòng)部分3(即，在促動(dòng)部分7中)接合在該自由端部上的促動(dòng)裝置(未示出)沿切換方向S從位于其下面的附加或第二彈簧元件12彎折開(kāi)，以便在切換設(shè)備(未示出)的閉合狀態(tài)下，當(dāng)接觸元件3的切換表面13a抵靠反接觸元件(未示出)的反切換表面擱置時(shí)，允許扳過(guò)頭(overtroke)。
[0030]圖2以示意透視圖示出形成第一層9的第一彈簧元件11。在第一彈簧元件11的每個(gè)切換單元la、lb中，開(kāi)口 16形成為從上側(cè)Ila延伸到下側(cè)Ilb的矩形饋通部。開(kāi)口 16沿平行于縱向方向X測(cè)量的緊固部分6的長(zhǎng)度I6延伸。在本示例性實(shí)施例中，兩個(gè)開(kāi)口被設(shè)置用于每個(gè)切換單元la、Ib或彈簧元件11。
[0031]圖3以示意透視圖示出形成第二或附加層10的附加或第二彈簧元件12。在附加彈簧元件12的緊固部分6’中，沒(méi)有特殊特征結(jié)構(gòu)被設(shè)置用于接觸元件13的緊固。與第一彈簧元件11的促動(dòng)部分7相比，附加彈簧元件12的促動(dòng)部分7’略微變短，從而第二彈簧元件12的促動(dòng)端部3’沿縱向方向X在第一彈簧元件11的促動(dòng)端部3之前結(jié)束。附加彈簧元件12的上側(cè)12a在其緊固部分6 ’的區(qū)域中大體平坦。
[0032]圖4在示意側(cè)視圖中示出切換觸頭I。第一彈簧元件11，且所以第一層9至少在接觸元件13和第二或附加彈簧元件2之間的接觸部分6中被保持，像三明治那樣。通過(guò)緊固切換觸頭I，例如通過(guò)借助穿過(guò)緊固開(kāi)口 19的緊固元件(例如鉚釘和/或螺釘)的壓力配合和/或摩擦接合連接，第一彈簧元件11和第二或附加彈簧元件12可同樣在緊固部分4中連接至彼此，抵靠彼此擱置。
[0033]圖5在示意頂視圖中示出切換觸頭I。切換觸頭或其切換單元la、Ib和橋8關(guān)于縱向軸線L徑向?qū)ΨQ地設(shè)置和構(gòu)造。
[0034]圖6示出切換觸頭I的沿圖4所示的截線A-A、且因此沿平行于橫向方向Y和高度方向Z且通過(guò)接觸部分6延伸的截面的示意截面圖。接觸元件13通過(guò)其裝配側(cè)13b位于第一彈簧元件11的上側(cè)Ila上。第一彈簧元件11通過(guò)其下側(cè)13b位于第二彈簧元件12的上側(cè)12a上。模制到接觸元件13的突出部14突伸過(guò)開(kāi)口 16、直到第二、附加層1或第二彈簧元件12，突出部14通過(guò)材料結(jié)合而連接至第二、附加層10或第二彈簧元件12，以便形成第一焊接部17。附加突出部15通過(guò)材料結(jié)合而連接到第一彈簧元件11或第一層9，第二或附加焊接部18被形成。接觸元件13由此焊接到第一層9或第一彈簧元件11以及第二、附加層10或第二、附加彈簧元件12 二者。
[0035]圖7示出切換觸頭I的沿圖5所示的截線B-B、且因此沿平行于縱向方向X和高度方向Z且通過(guò)第二或附加焊接部18延伸的截面的示意截面圖。第二或附加焊接部18可由接觸元件13的附加突出部15形成，附加突出部15在被焊接到第一彈簧元件11或第一層9的上側(cè)I Ia熔化掉，使得接觸元件13通過(guò)其裝配側(cè)13b平著位于上側(cè)I la。如果附加突出部15沒(méi)有完全熔化掉，其可至少有助于第一層9或第一彈簧元件11在接觸元件13和第二層10或第二彈簧元件12之間的緊緊的夾持。
[0036]層9、10或彈簧元件11、12可例如具有平行于高度方向Z測(cè)量的大約十分之一毫米的厚度。突出部14可具有同樣平行于高度Z測(cè)量的例如直至十分之四毫米的高度h14，以便在第一彈簧元件11的下側(cè)Ilb上穿過(guò)開(kāi)口 16超過(guò)例如百分之六至十毫米(同樣平行于高度方向Z測(cè)量)。附加突出部15可具有同樣平行于高度方向Z測(cè)量的百分之四至八毫米的高度h15(例如是在焊接之前)，以便位于第一彈簧元件11或第一層9的上側(cè)Ila上且理想地在焊接期間熔化掉。
[0037]在本發(fā)明背后思考的框架內(nèi)，偏離上述實(shí)施例是可行的。切換觸頭I可具有任意數(shù)量的切換單元la、lb，其根據(jù)相應(yīng)的需求構(gòu)造有緊固端部2、促動(dòng)端部3、緊固部分4、彈簧部分5、接觸部分6和促動(dòng)部分7，它們根據(jù)相應(yīng)的需求模制且可彼此連接，例如通過(guò)橋8形式的連接元件。根據(jù)相應(yīng)的需求，第一和第二層9、10可至少按部分由彈簧元件11、12被形成，所述彈簧元件可設(shè)置有任意數(shù)量和形狀的開(kāi)口 16，以便與接觸元件16的相應(yīng)可模制突出部14、15協(xié)作。接觸元件13的切換表面13a和裝配側(cè)13b可根據(jù)相應(yīng)的需求構(gòu)造，以便與反接觸元件協(xié)作或形成焊接部17、18。此外，緊固開(kāi)口 19和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)20可以根據(jù)各自的需求以任何數(shù)量和形式設(shè)置。
[0038]附圖標(biāo)記列表
[0039]I切換觸頭
[0040]IaUb 切換單元[0041 ] 2、2’ 緊固端部
[0042]3促動(dòng)端部
[0043]3’ 促動(dòng)端部一一第二 /附加彈簧元件
[0044]4緊固部分
[0045]4’ 緊固部分一一第二 /附加彈簧元件
[0046]5 彈簧部分
[0047]5’ 彈簧部分一一第二 /附加彈簧元件
[0048]6接觸部分
[0049]6’ 接觸部分一一第二 /附加彈簧元件
[0050]7促動(dòng)部分
[0051]7’ 促動(dòng)部分一一第二 /附加彈簧元件
[0052]8橋
[0053]9第一層
[0054]10 第二 /附加層
[0055]11 第一彈簧元件
[0056]Ila 第一彈簧元件的上側(cè)
[0057]Ilb 第一彈簧元件的下側(cè)
[0058]12’ 第二 /附加彈簧元件
[0059]12a 第二 /附加彈簧元件的上側(cè)
[0060]12b 第二 /附加彈簧元件的下側(cè)[0061 ] 13 接觸元件
[0062]13a 切換表面
[0063]13b 裝配側(cè)
[0064]14 突出部/焊接肋
[0065]15 附加突出部/焊接肋
[0066]16開(kāi)口 /槽
[0067]17第一焊接部/焊縫
[0068]18第二 /附加焊接部/焊縫
[0069]19緊固開(kāi)口
[0070]20增強(qiáng)結(jié)構(gòu)
[0071]hw高度——突出部
[0072]his高度——附加突出部
[0073]I6緊固部分的長(zhǎng)度
[0074]L縱向軸線
[0075]M中央軸線
[0076]S切換方向
[0077]S’反切換方向
[0078]X縱向方向
[0079]Y橫向方向
[0080]Z高度方向
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于接觸器和繼電器的切換觸頭(I)，其包括彈簧元件(11、12)和通過(guò)材料結(jié)合而連接至該彈簧元件(11、12)的接觸元件(13)，其特征在于，切換觸頭(I)包括至少兩層(9、10)，接觸元件(13)抵靠第一層(9)擱置，且通過(guò)材料結(jié)合而連接至至少一個(gè)附加層(10)。2.如權(quán)利要求1所述的切換觸頭(I)，其特征在于，穿過(guò)第一層(9)的接觸元件(13)連接至附加層(10)。3.如權(quán)利要求2所述的切換觸頭(I)，其特征在于，接觸元件(13)穿過(guò)第一層(9)中的開(kāi)口(16)。4.如權(quán)利要求3所述的切換觸頭(I)，其特征在于，模制到接觸元件(13)上的突出部(14、15)穿過(guò)開(kāi)口(16)。5.如權(quán)利要求4所述的切換觸頭(I)，其特征在于，突出部(14、15)形成為肋，且開(kāi)口(16)形成為槽。6.如權(quán)利要求2至5中的至少一項(xiàng)所述的切換觸頭(2)，其特征在于，接觸元件(13)焊接到第一層(9)。7.如權(quán)利要求6所述的切換觸頭(I)，其特征在于，模制到接觸元件(13)上的至少一個(gè)附加突出部(15)焊接到第一層(9)。8.如權(quán)利要求1至7中的至少一項(xiàng)所述的切換觸頭(I)，其特征在于，接觸元件(13)沿至少一個(gè)焊縫(17、18)焊接到彈簧元件(11、12)，所述焊縫大體平行于彈簧元件(11、12)的縱向軸線(L)延伸。9.一種制造切換觸頭(I)的方法，所述切換觸頭(I)特別地用在接觸器和繼電器中，且由彈簧元件(11、12)和接觸元件(13)構(gòu)成，彈簧元件(11、12)和接觸元件(13)通過(guò)材料結(jié)合而連接至彼此，其特征在于，抵靠第一層(9)擱置的接觸元件(13)通過(guò)材料結(jié)合而連接至至少一個(gè)附加層(10)。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，穿過(guò)切換觸頭(I)的第一層(9)的接觸元件(13)連接至切換觸頭(I)的所述至少一個(gè)附加層(10)。
【文檔編號(hào)】H01H1/26GK105940476SQ201580005885
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月23日
【發(fā)明人】M.古特曼
【申請(qǐng)人】泰科電子奧地利有限責(zé)任公司