用于操控設(shè)備的機械開關(guān)單元的脫扣單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于操控用于中斷用電器的供電線路的設(shè)備的機械開關(guān)單元的脫扣單元。為了提供用于機械開關(guān)單元的改進的脫扣單元提出，脫扣單元包括能運動支承的挺桿(1)、蓄能器(2)、保持裝置(3)和印刷電路板線圈(4)，其中脫扣單元可以占據(jù)脫扣狀態(tài)和正常狀態(tài)，其中挺桿(1)在脫扣狀態(tài)時處于第一止擋位置中以及在正常狀態(tài)時處于與第一止擋位置相對的第二止擋位置中，其中在第一蓄能器(2)的正常狀態(tài)時挺桿(1)在第一止擋位置方向上施加蓄能器力(F1)以及保持裝置(3)利用保持力(F2)保持挺桿(1)在第二止擋位置中，其中通過激活印刷電路板線圈(4)能產(chǎn)生印刷電路板線圈力，其中蓄能器(2)、保持裝置(3)和印刷電路板線圈設(shè)計為使得在印刷電路板線圈(4)的未激活狀態(tài)時挺桿(1)保持在第二止擋位置中并且通過激活印刷電路板線圈(4)挺桿(1)占據(jù)第一止擋位置，以使得存在脫扣狀態(tài)。
【專利說明】用于操控設(shè)備的機械開關(guān)單元的脫扣單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于操控設(shè)備的機械開關(guān)單元的脫扣單元，該設(shè)備用于中斷用電器的供電線路。這樣的用于中斷用電器的供電線路的設(shè)備特別是熱過載繼電器，借助于該熱過載繼電器能實現(xiàn)發(fā)動機保護和線路保護。為此待監(jiān)控的發(fā)動機的或待監(jiān)控的線路的相應(yīng)的供電線路經(jīng)由設(shè)備引導(dǎo)以及借助于監(jiān)控設(shè)備來監(jiān)控熱過載。如果經(jīng)過監(jiān)控設(shè)備探測在發(fā)動機處或在線路處的熱過載，那么經(jīng)過監(jiān)控設(shè)備操控機械開關(guān)單元，以使得借助于機械開關(guān)單元中斷經(jīng)由設(shè)備引導(dǎo)的供電線路。借助于機械開關(guān)單元可以由此中斷在設(shè)備的輸入接口和輸出接口之間的導(dǎo)電連接。在設(shè)備的輸入接口和輸出接口之間的導(dǎo)電連接由此反映出待監(jiān)控的供電線路。

【背景技術(shù)】
[0002]機械的開關(guān)通常經(jīng)由操控元件觸發(fā)，以使得由此經(jīng)過機械開關(guān)單元中斷供電線路(經(jīng)由設(shè)備引導(dǎo)的相位)。為了觸發(fā)機械開關(guān)單元以及進而為了中斷在設(shè)備(經(jīng)過監(jiān)控的供電線路的)的輸出接口和輸入接口之間的導(dǎo)電連接在機械開關(guān)單元的操控元件上施加機械力。經(jīng)過操控機械開關(guān)單元的操控元件最終中斷經(jīng)由設(shè)備引導(dǎo)的供電線路。
[0003]在熱過載繼電器中，由于有利的價格水平，多數(shù)將熱機械的脫扣器(雙金屬脫扣器)作為監(jiān)控設(shè)備和脫扣單元使用。為了監(jiān)控發(fā)動機或線路，雙金屬脫扣器借助于過載繼電器安放在待監(jiān)控的供電線路中。因為雙金屬脫扣器位于供電線路中(用電器的主電流帶中)，所以其根據(jù)存在的電流流動不同地發(fā)熱。如果在用電器處存在熱過載，那么經(jīng)過在供電線路中的提高的電流流動，雙金屬脫扣器、特別是其雙金屬這樣變形，即經(jīng)過雙金屬脫扣器機械力施加在機械開關(guān)單元的操控元件上，以使得該操控元件由此觸發(fā)。借助于機械開關(guān)單元因而中斷經(jīng)過監(jiān)控的供電線路。
[0004]同樣已知的是具有電磁的脫扣單元的過載繼電器，其中機械開關(guān)單元能經(jīng)由脫扣單元的電磁的脫扣器觸發(fā)。在此在兩個脫扣單元之間可以是有區(qū)別的。存在一種脫扣單元，其獲得直接由脫扣單元的脫扣電子部件提供的用于操控機械開關(guān)單元的操控元件的觸發(fā)能量，以及存在脫扣單元，其構(gòu)造為電磁脫扣的蓄能器(磁閂鎖(Maglatch))。后者具有以下的優(yōu)點，即脫扣電子部件必須提供比機械開關(guān)單元的操控元件的操控實際需要的更少的觸發(fā)能量。
[0005]與其無關(guān)地電磁的脫扣單元通常包括在線圈本體上纏繞的線圈，其中線圈接口附加地必須經(jīng)由線路(線圈連接線路)和/或插接連接至脫扣單元的電子件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種用于操控設(shè)備的機械開關(guān)單元的改進的脫扣單元，該設(shè)備用于中斷用電器的供電線路。這個脫扣單元優(yōu)選地應(yīng)該是緊湊的、成本低廉的以及能量優(yōu)化的，以使得其在正常狀態(tài)時以及在脫扣狀態(tài)時不需要電能。此外機械開關(guān)單元能夠利用盡可能小的電觸發(fā)能量觸發(fā)。
[0007]本發(fā)明由根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備來實現(xiàn)，也就是說由用于操控用于中斷用電器的供電線路的設(shè)備的機械開關(guān)單元的脫扣單元來實現(xiàn)，其中脫扣單元包括能運動支承的挺桿，蓄能器、特別是彈簧，保持裝置、特別是永磁鐵和印刷電路板線圈，該挺桿能占據(jù)第一和第二止擋位置，其中脫扣單元能占據(jù)脫扣狀態(tài)和正常狀態(tài)，其中挺桿在脫扣狀態(tài)時處于第一止擋位置中以及在正常狀態(tài)時處于與第一止擋位置相對的第二止擋位置中，其中在正常狀態(tài)時第一蓄能器在第一止擋位置方向上對挺桿施加蓄能器力(Fl)以及保持裝置利用保持力(F2)保持在第二止擋位置中，其中通過激活印刷電路板線圈能產(chǎn)生印刷電路板線圈力，其中設(shè)計蓄能器、止擋裝置和印刷電路板線圈，以使得在印刷電路板線圈的未激活的狀態(tài)時挺桿保持在第二止擋位置中以及通過激活印刷電路板線圈挺桿占據(jù)第一止擋位置，以使得存在脫扣狀態(tài)。
[0008]本發(fā)明的有利的改進方案在從屬權(quán)利要求2至14中給出。
[0009]優(yōu)選地該設(shè)備是過載繼電器。利用過載繼電器監(jiān)控熱過載上的用電器(例如電動機)的供電支路或線路。如果熱過載經(jīng)過設(shè)備被探測導(dǎo)，那么中斷經(jīng)由設(shè)備引導(dǎo)的供電線路。為了探測熱過載該設(shè)備包括監(jiān)控設(shè)備，借助于該監(jiān)控設(shè)備可以監(jiān)控在熱過載方面的用電器或線路。脫扣單元包括挺桿、蓄能器、保持裝置和印刷電路板線圈。如果過載經(jīng)過監(jiān)控設(shè)備探測，那么借助于脫扣單元操控設(shè)備的機械開關(guān)單元，以使得中斷經(jīng)過監(jiān)控的供電支路。機械開關(guān)單元的觸發(fā)特別是經(jīng)由機械開關(guān)單元的操控元件來實施。操控元件優(yōu)選地直接借助于挺桿操控/觸發(fā)。
[0010]為了操控機械開關(guān)單元經(jīng)由印刷電路板線圈產(chǎn)生印刷電路板線圈力，以使得挺桿由第二止擋位置切換至第一止擋位置中。經(jīng)過挺桿的位置變化在機械開關(guān)單元上、特別是在其操控元件上施加機械的力，以使得激活機械開關(guān)單元以及中斷供電線路。
[0011]因為印刷電路板線圈以及優(yōu)選的其引線由印刷電路板形成，所以特別是取消了目前通常獨立的組件:線圈本體、纏繞的線圈、線圈接口線路和插接連接。由此可以實現(xiàn)特別緊湊的設(shè)計(Beform)以及實現(xiàn)了相對于今天的純熱機械的解決方案的改進的成本水平。
[0012]另一個優(yōu)點在于，可以借助于電子的脈沖進行機械開關(guān)單元的操控/觸發(fā)。如果挺桿在正常狀態(tài)時，那么存在作用在挺桿上的合力Fges，其作用在第二止擋方向上(保持力大于蓄能器力)。如果蓄能器是彈簧以及保持力是永磁鐵，那么該設(shè)備可以無需附加的電能地穩(wěn)定地保持在這個位置。
[0013]如果熱過載由監(jiān)控設(shè)備探測，那么激活印刷電路板線圈，也就是說其由電流流過。由于印刷電路板線圈因而形成磁場。印刷電路板線圈的這個磁場(印刷電路板線圈力)可以一方面如下地使用，即保持裝置的作用在挺桿上的保持力被削弱。如果在永磁鐵的情況下作用在挺桿上的永磁鐵的磁力(保持力)由于通過激活的印刷電路板線圈的磁場而減少。附加地或可替換地可以由印刷電路板線圈的磁場施加作用在挺桿上的、在第一止擋位置方向的力(磁力)。通過激活印刷電路板由此產(chǎn)生印刷電路板線圈力(印刷電路板線圈的磁場的力)，其這樣改變作用在挺桿上的合力F㈣，即合力F㈣作用在挺桿的第一止擋位置方向。能運動支承的挺桿因而在第一止擋位置方向上運動。如果保持裝置是用永磁鐵以及蓄能器是彈簧，那么隨著挺桿的朝向保持裝置的端部的距離的增加保持裝置的施加在挺桿上的力減小。由此挺桿自動占據(jù)第一止擋位置。由此僅僅需要施加印刷電路板線圈力，直至作用在挺桿上的蓄能器力Fl大于作用在挺桿上的保持力F2。由此僅僅需要施加印刷電路板線圈力，直至合力F㈣在第一止擋位置的方向上占主導(dǎo)。然而為了提高安全性，印刷電路板線圈力可以保持得更長時間。在脫扣狀態(tài)時，挺桿處于第一止擋位置中，蓄力器力(Fl)大于保持力(F2)。由此挺桿處于自保持位置，以使得不需要印刷電路板線圈力。
[0014]機械開關(guān)單元優(yōu)選地安放在設(shè)備的內(nèi)部，使得由于占據(jù)第一止擋位置由挺桿實施機械開關(guān)單元的操控，以使得經(jīng)由機械開關(guān)單元引起供電線路的中斷。
[0015]挺桿從第二止擋位置至第一止擋位置的狀態(tài)轉(zhuǎn)換可以由此經(jīng)過簡短地激活印刷電路板線圈借助于電流脈沖而引起。作用在挺桿上的合力Fges隨著與保持裝置的間距的增加接近蓄能器力(Fl)。優(yōu)選地蓄能器這樣設(shè)計，即機械的開關(guān)元件的操控僅僅由作用在挺桿上的蓄力器力(Fl)實施?？梢蕴峁┠芰績?yōu)化的設(shè)備，因為不需要用于脫扣單元的恒定的電能供應(yīng)，因為優(yōu)選地僅僅對于觸發(fā)過程而言必需提供用于印刷電路板線圈的以電流脈沖的形式電能。觸發(fā)的狀態(tài)優(yōu)選地由蓄力器的蓄力器力(Fl)保持。正常狀態(tài)由保持裝置的保持力(F2)保持。
[0016]為了從觸發(fā)狀態(tài)導(dǎo)致至正常狀態(tài)中優(yōu)選地必須在客戶方面施加給挺桿機械的力，以使得這個狀態(tài)占據(jù)第二止擋位置。由此優(yōu)選地挺桿推移至第二止擋位置中。
[0017]挺桿優(yōu)選地由鐵磁的材料構(gòu)成。作用在挺桿上的保持力F2特別是沿挺桿的第二止擋位置上指向。作用在挺桿上的蓄能器力Fl特別是沿挺桿的第一止擋位置上指向。
[0018]能運動支承的挺桿的第一和第二止擋位置優(yōu)選地分別是在設(shè)備之中的挺桿的終點位置。
[0019]在本發(fā)明的一個有利的實施方式中，在正常狀態(tài)時作用在挺桿上的保持力(F2)大于作用在挺桿上的蓄能器力(Fl)，以使得挺桿保持在第二止擋位置中。由此不存在印刷電路板線圈力。作用在挺桿上的合力Fges在挺桿的第二止擋方向上指向。挺桿由此僅僅由保持裝置的保持力F2保持在正常狀態(tài)中。如果保持裝置設(shè)計為永磁鐵以及蓄能器設(shè)計為彈簧，那么不需要用于保持正常狀態(tài)的電能源。
[0020]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，在激活的狀態(tài)時作用在挺桿上的蓄能器力(Fl)大于作用在挺桿上的保持力(F2)，以使得挺桿保持在第一止擋位置中。不存在印刷電路板線圈力。作用在挺桿上的合力Fges在挺桿的第一止擋方向上指向。挺桿由此僅僅由蓄力器力Fl保持在脫扣狀態(tài)中。如果保持裝置設(shè)計為永磁鐵以及蓄力器設(shè)計為彈簧，那么不需要用于保持脫扣狀態(tài)的電能源。
[0021 ] 為了從正常狀態(tài)導(dǎo)致至脫扣狀態(tài)中僅僅需要在印刷電路板線圈中的電流脈沖。
[0022]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，印刷電路板線圈設(shè)計為多層的。印刷電路板線圈可以一側(cè)面地涂覆。如果印刷電路板線圈設(shè)計為多層的，那么線圈的線匝的層布置在印刷電路板的不同的層中。如果印刷電路板線圈例如兩側(cè)地涂覆或線圈的線匝的層設(shè)計在印刷電路板之中，那么存在多層的印刷電路板線圈。
[0023]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，印刷電路板線圈設(shè)計在印刷電路板之中。印刷電路板線圈的線匝的層由此布置在印刷電路板之中。
[0024]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，印刷電路板板線圈的印刷電路板包括用于控制印刷電路板線圈的評估單元。借助于評估單元可以激活印刷電路板線圈，以使得電流流經(jīng)印刷電路板線圈的線匝并且產(chǎn)生磁場(印刷電路板線圈力)。優(yōu)選地利用評估單元同樣實施借助于供電線路的探測監(jiān)控設(shè)備的變量的評價。
[0025]優(yōu)選地在評估單元和印刷電路板線圈、特別是其接口位置之間的接口線路同樣由印刷電路板形成。
[0026]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，評估單元在探測經(jīng)由設(shè)備供應(yīng)能量的用電器的熱過載時激活印刷電路板線圈，以使得供電線路用于中斷用電器。
[0027]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，由鐵磁材料構(gòu)成的罐形物(Topf)圍繞挺桿。特別是挺桿在其罩面處以及在其與保持裝置面對的側(cè)面處由罐形物圍繞。優(yōu)選地罐形物在正常狀態(tài)時圍繞挺桿的達到80%的罩面面積。罐形物的底板優(yōu)選地布置在保持裝置之中，以使得保持裝置布置在挺桿的面對保持裝置的端部和罐形物的底板之間。優(yōu)選地在正常狀態(tài)時挺桿輕微地從罐形物中伸出，但是其同樣可以完全由罐形物圍繞。
[0028]經(jīng)過由鐵磁的材料構(gòu)成的罐形物特別是增強了印刷電路板線圈力的磁場。此外實施了印刷電路板線圈的磁場的有目的的轉(zhuǎn)向，以使得還存在改進的電磁兼容性。
[0029]特別是對于實現(xiàn)電子地觸發(fā)的機械開關(guān)設(shè)備(磁閂鎖)而言有利的是，脫扣單元包封在在由鐵磁材料構(gòu)成的罐形物中。
[0030]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，印刷電路板線圈的印刷電路板抵靠在印刷電路板線圈的最外側(cè)線匝處具有至少一個穿孔以及罐形物經(jīng)由至少一個穿孔與印刷電路板機械連接。在盡可能優(yōu)化的屏蔽和對機械的穩(wěn)定性的要求之間的相互良好的匹配是經(jīng)由兩個至四個接片連接印刷電路板的其余部分的印刷電路板線圈。在穿孔、特別是縫隙中，在在這些接片之間鐵磁的罐形物穿插而過以及由此與印刷電路板良好地機械連接。
[0031]在本發(fā)明的另一個實施方式中，至少一個穿孔成框形圍繞印刷電路板線圈的最外側(cè)的線匝的至少50%。印刷電路板優(yōu)選地僅僅借助于兩個或三個接片與印刷電路板機械連接。優(yōu)選地穿孔平行于最外側(cè)的線匝地形成。
[0032]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，保持裝置布置在印刷電路板線圈的側(cè)面處以及在保持裝置和印刷電路板線圈之間布置由鐵磁材料構(gòu)成的板。特別是印刷電路板線圈的磁場可以由此改進地設(shè)計并且轉(zhuǎn)向。優(yōu)選地由鐵磁材料構(gòu)成的板在指向保持裝置的側(cè)面處優(yōu)選地完全地覆蓋保持裝置的面對印刷電路板的側(cè)面和/或印刷電路板線圈的線匝。
[0033]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，在正常狀態(tài)時挺桿的罩面的部分由印刷電路板線圈成框形圍繞。挺桿優(yōu)選地在正常狀態(tài)時以其對準保持裝置的端部經(jīng)過印刷電路板線圈伸出。在挺桿的脫扣狀態(tài)時挺桿的朝向保持裝置的端部優(yōu)選地不再伸入印刷電路板線圈中。
[0034]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，經(jīng)由罐形物的面對挺桿的側(cè)面實施挺桿的引導(dǎo)。
[0035]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，在罐形物和挺桿之間布置蓄能器。
[0036]優(yōu)選地蓄能器與挺桿的罩面連接。
[0037]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，蓄能器是彈性的元件、特別是彈簧，和/或保持裝置時磁鐵、特別是永磁鐵。
[0038]在本發(fā)明的另一有利的實施方式中，設(shè)備、特別是熱過載繼電器為了中斷用電器的供電線路包括機械開關(guān)單元和脫扣單元，其中脫扣單元在脫扣狀態(tài)時操控機械開關(guān)單元，以使得該設(shè)備中斷用電器的供電線路。脫扣單元用于操控設(shè)備的機械開關(guān)單元。借助于設(shè)備的機械開關(guān)單元在操控機械開關(guān)單元時中斷經(jīng)由設(shè)備引導(dǎo)的供電線路。
[0039]該設(shè)備特別是熱過載繼電器。
[0040]在本發(fā)明的另一個有利的實施方式中，經(jīng)由設(shè)備的輸入側(cè)的和輸出側(cè)的接口能引導(dǎo)用電器的供電電流帶(相位)經(jīng)過該設(shè)備，其中在脫扣單元的正常狀態(tài)時輸入側(cè)的接口與輸出側(cè)的接口導(dǎo)電連接，以及在脫扣單元的脫扣狀態(tài)時中斷在輸入側(cè)的接口和輸出側(cè)的接口之間的導(dǎo)電連接。由于挺桿由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)換至脫扣狀態(tài)，由挺桿操控該機械開關(guān)單元。經(jīng)過操控機械開關(guān)單元中斷供電電流帶。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]以下根據(jù)在附圖中示出的實施例詳細地闡述和說明本發(fā)明和本發(fā)明的設(shè)計方案。附圖不出:
[0042]圖1是在正常狀態(tài)時用于操控設(shè)備的機械開關(guān)單元的脫扣單元的示意圖，
[0043]圖2是在脫扣狀態(tài)時在圖1示出的脫扣單元的示意圖，
[0044]圖3是來自圖1和圖2的脫扣單元的印刷電路板的俯視圖的示意圖。

【具體實施方式】
[0045]圖1示出在正常狀態(tài)時用于操控設(shè)備的機械開關(guān)單元的脫扣單元的示意圖。由此特別是示出脫扣單元的截面的側(cè)視圖。脫扣單元包括能運動支承的由鐵磁材料構(gòu)成的挺桿
1、由鐵磁材料構(gòu)成罐形物5、作為保持裝置3的永磁鐵3、作為蓄能器2的彈簧2、由鐵磁材料構(gòu)成的板6、印刷電路板8，其包括印刷電路板線圈4、評估單元9和接口線路11。
[0046]印刷電路板線圈4經(jīng)由接口線路11與評估單元9連接。評估單元9可以激活印刷電路板線圈4，以使得由印刷電路板線圈4產(chǎn)生磁場。在印刷電路板線圈4的激活狀態(tài)時印刷電路板線圈4由電流流過。在印刷電路板線圈4的非激活的狀態(tài)時不存在流經(jīng)印刷電路板線圈4的電流流動。
[0047]印刷電路板線圈4設(shè)計為多層的(四層的)，也就是說在印刷電路板8的不同的層中分別在印刷電路板線圈4的線匝處布置層41，42，43，44。印刷電路板8的兩個外側(cè)分別具有層41，44的線匝。此外在印刷電路板之外布置有兩個層42，43的線匝。由此印刷電路板8兩側(cè)地涂覆以及在印刷電路板8之外還具有兩個層42，43的線匝。由此存在四個層41，42，43，44的線匝，其形成印刷電路板線圈4。經(jīng)過這些印刷電路板線圈4能提供最緊湊的線圈。
[0048]印刷電路板線圈4的層41，42，43，44的各個線匝彼此連接。為了連接具有評估單元9的印刷電路板線圈4，在印刷電路板的外側(cè)處涂覆的層41，44的線匝分別包括接口位置
13。這個接口位置13特別地是相應(yīng)的層41，44的最外側(cè)的線匝的開端。在印刷電路板外側(cè)處涂覆的層41，44的內(nèi)部的線匝分別與鄰接內(nèi)部的線匝的層42，43的線匝連接。內(nèi)部的層42，43的線匝分別經(jīng)由其外側(cè)的線匝彼此連接。
[0049]印刷電路板線圈4與評估單元9的連接經(jīng)由接口線路11實施。因為印刷電路板線圈4集成在印刷電路板8中，所以可以實施印刷電路板線圈4與評估單元9的簡單的連接。由此接口線路11集成在印刷電路板8中，以使得印刷電路板線圈4、特別是其接口位置13與在印刷電路板上涂覆的評估單元9導(dǎo)電連接。由此由評估單元9激活印刷電路板線圈4。在圖1中示出在印刷電路板8的頂側(cè)上涂覆的層41的線圈的接口位置13。
[0050]脫扣單元用于操控熱過載繼電器的機械開關(guān)單元。經(jīng)過操控機械開關(guān)單元可以中斷經(jīng)由熱過載繼電器引導(dǎo)的供電線路。由此必須在機械開關(guān)單元的操控元件上施加機械的力。這個機械的力由脫扣單元的挺桿I施加在操控元件上。由此挺桿I必須占據(jù)第一止擋位置(脫扣狀態(tài))。
[0051]挺桿I能運動地支承在脫扣單元之中。特別是挺桿I可以占據(jù)兩個位置。第一止擋位置(脫扣狀態(tài))和第二止擋位置(正常狀態(tài))。圖1示出挺桿I的正常狀態(tài)。觸發(fā)位置由虛線示出。挺桿I可以僅僅在其縱向延伸中運動。在挺桿I上部分地由彈簧2和由永磁鐵3施加力。在其罩面處圍繞挺桿的彈簧2施加給挺桿I在第一制動位置方向上的彈簧力Fl。彈簧2利用其一個端部平放在印刷電路板8上，并且與其端部的另一個與挺桿I機械地有效連接。在正常狀態(tài)時彈簧2處于壓縮的狀態(tài)中。永磁鐵3布置在印刷電路板8的底側(cè)上并且將鐵磁的挺桿I保持在第二止擋位置中。在印刷電路板線圈的未激活狀態(tài)時作用在挺桿上合力Fges在第二制動位置的方向上指向，以使得挺桿保持正常狀態(tài)。永磁鐵3的作用在挺桿I的保持力F2由此在挺桿I的正常狀態(tài)時大于彈簧2的作用在挺桿I上的彈簧力。
[0052]挺桿I利用其指向永磁鐵3的端部伸入印刷電路板線圈4中。挺桿I可以利用這個端部同樣地經(jīng)過印刷電路板線圈4穿過；也就是說挺桿I的端部(其端側(cè))處于印刷電路板8的底側(cè)之下。
[0053]為了增強由印刷電路板線圈4產(chǎn)生的印刷電路板線圈力將挺桿I包封在鐵磁的罐形物5中。這個鐵磁的罐形物5在其正常狀態(tài)時近似全部地在其罩面處圍繞挺桿I。此外印刷電路板線圈4的底側(cè)由罐形物5的底板覆蓋。罐形物5的底板由此處于永磁鐵3之下，以使得其位于挺桿I和罐形物5的底板之間。此外在永磁鐵3和印刷電路板線圈4之間布置鐵磁的板6.經(jīng)過鐵磁的板6和鐵磁的罐形物5增強了印刷電路板線圈力，印刷電路板線圈4的磁場有針對性地轉(zhuǎn)向并且提供了用于鄰接的結(jié)構(gòu)組的最佳的電磁兼容性。
[0054]如果現(xiàn)在經(jīng)過分析供電線路在熱過載繼電器的監(jiān)控設(shè)備方面探測利用過載繼電器監(jiān)控的用電器的熱過載，那么必須開啟借助于過載繼電器監(jiān)控的供電線路，以使得中斷與用電器的導(dǎo)電的連接。為此必須操控機械開關(guān)單元。評估單元9因而激活印刷電路板線圈4，以使得作用在挺桿I上的合力Fges改變。為此評估單元9必須經(jīng)由印刷電路板線圈4僅僅發(fā)送一個電流脈沖。由于電流流動進入印刷電路板線圈4的各個層41，42，43，44的線匝中產(chǎn)生磁場(印刷電路板線圈力)，其減少/衰減永磁鐵3的作用在挺桿I上的磁力F2。作用在挺桿I上的保持力F2由此這樣最小化，即彈力Fl設(shè)計的壁保持力F2更大。作用在挺桿上的合力Fges由此改變了方向，以使得能運行支承的挺桿I在第一止擋位置的方向上運動。經(jīng)過相應(yīng)地布置挺桿1、罐形物5、印刷電路板線圈4以及板6可以還由印刷電路板線圈4在第一止擋位置的方向上施加印刷電路板線圈力。通過激活印刷電路板線圈4必須確保每一種情況，即作用在挺桿I上的合力Fges這樣更改，即其在第一止擋位置的方向上指向。隨著挺桿I與永磁鐵3的間距的增加永磁鐵3的作用在挺桿I上的保持力F2減小，以使得由挺桿1、特別是借助于作用在挺桿I上的彈力Fl可以觸發(fā)機械開關(guān)單元的操控元件。供電線路由此中斷。
[0055]圖2示出在脫扣狀態(tài)時在圖1中示出的脫扣單元的示意圖。顯而易見的是，挺桿I在脫扣單元的脫扣狀態(tài)時從罐形物5中伸出得比在脫扣單元的正常狀態(tài)時更遠。挺桿I此時位于第一止擋位置中。挺桿I的第二止擋位置由虛線表示。顯而易見的是，挺桿I距離永磁鐵3比在脫扣單元的正常狀態(tài)時更遠。作用在挺桿I上的彈力Fl在脫扣狀態(tài)時比作用在挺桿I上的保持力F2更大，以使得作用在挺桿I上合力Fges在與彈力Fl相同的方向上指向。挺桿處于自保持狀態(tài)。在這種狀態(tài)中不需要印刷電路板線圈力。
[0056]作用在挺桿上的合力Fges不考慮印刷電路板線圈力地如下構(gòu)成:
[0057]Fges = F1+F2
[0058]由于挺桿I從第二止擋位置至第一止擋位置的位置變化，由挺桿I施加作用在機械開關(guān)單元的操控元件上一個力，以使得操控機械開關(guān)單元。由機械開關(guān)單元因此中斷經(jīng)由設(shè)備引導(dǎo)的供電線路。
[0059]圖3示出了來自圖1和2的脫扣單元的印刷電路板8的俯視圖的示意圖。在此脫扣單元沒有示出罐形物、彈簧、永磁鐵和板。從脫扣單元能看出挺桿1、印刷電路板8、評估單元9、接口線路11、印刷電路板線圈4和穿孔7和印刷電路板8的接片。
[0060]顯而易見的是，評估單元9借助于接口線路11與印刷電路板線圈4的接口位置13連接。這個接口位置13建立了與印刷電路板線圈4的布置在印刷電路板8的頂側(cè)處的層41的更外側(cè)的線匝12的導(dǎo)電連接。印刷電路板線圈4的層41的線匝在其最內(nèi)部的線匝15處具有接觸位置14。利用這個接觸位置14實現(xiàn)連與印刷電路板線圈的其下布置的層的線匝的導(dǎo)電接觸。借助于布置在印刷電路板8的底側(cè)處的層的線匝的接口位置同樣實現(xiàn)了與評估單元9的接觸，以使得存在閉合的循環(huán)。
[0061]印刷電路板線圈4的位置的各個線匝與印刷電路板線圈的示出的層41的線匝等效地設(shè)計。印刷電路板線圈的層的各個線匝特別是彼此平行地布置。此外它們優(yōu)選地在俯視圖中是一致地、即不是彼此側(cè)面錯開地布置。在線匝的一致的布置時經(jīng)過線匝正交于印刷電路板引導(dǎo)的直線同樣與位于其上或其下的線匝的相應(yīng)的線匝相交，只要各個層的線匝平行于印刷電路板地指向。
[0062]印刷電路板8在鄰接于上面的層41的最外側(cè)的線匝處具有四個穿孔7和四個接片10。脫扣單元的罐形物兩部分地設(shè)計以及與第一部分經(jīng)過穿孔7引導(dǎo)。罐形物的經(jīng)過穿孔7伸出的部分與罐形物底板(罐形物的第二部分)機械固定地連接，以使得在印刷電路板的底側(cè)之間首先布置板，緊接著布置永磁鐵以及最終布置罐形物的底板。以這種方式可以實現(xiàn)緊湊的結(jié)構(gòu)形式。
[0063]借助于四個接片10可以保持印刷電路板線圈4穩(wěn)定。為此確保，即由彈簧施加在印刷電路板8上的力不會導(dǎo)致印刷電路板8的損壞。經(jīng)由接片10還實現(xiàn)了接口線路11與印刷電路板線圈4的接觸。
[0064]特別是由于使用印刷電路板線圈4可以與傳統(tǒng)的脫扣單元相比更緊湊和成本更低廉地設(shè)計脫扣單元。此外脫扣單元是能量優(yōu)化的，因為其在正常狀態(tài)時和在脫扣狀態(tài)時不需要電能。僅僅為了操控機械開關(guān)單元必須激活印刷電路板線圈，以使得挺桿I能操控操控元件。用于操控操控元件必需的能量由彈簧施加，以使得僅僅需要用于觸發(fā)挺桿I的較少的電觸發(fā)能。
【權(quán)利要求】
1.一種用于操控用于中斷用電器的供電線路的設(shè)備的機械開關(guān)單元的脫扣單元，其中所述脫扣單元包括:能運動支承的挺桿(I)，所述挺桿能占據(jù)第一止擋位置和第二止擋位置；蓄能器(2)，特別是彈簧(2);保持裝置(3)，特別是永磁鐵(3);以及印刷電路板線圈(4)，其中脫扣單元能占據(jù)脫扣狀態(tài)和正常狀態(tài)，其中所述挺桿(I)在所述脫扣狀態(tài)時處于所述第一止擋位置中以及在所述正常狀態(tài)時處于與所述第一止擋位置相對的所述第二止擋位置中，其中在所述正常狀態(tài)時，所述蓄能器(2)在所述第一止擋位置的方向上施加蓄能器力(Fl)至所述挺桿(I)以及所述保持裝置(3)利用保持力(F2)保持所述挺桿(I)在所述第二止擋位置中，其中通過激活所述印刷電路板線圈(4)能產(chǎn)生印刷電路板線圈力，其中所述蓄能器(2)、所述保持裝置(3)和所述印刷電路板線圈(4)設(shè)計為使得在所述印刷電路板線圈(4)的未激活狀態(tài)時所述挺桿(I)保持在所述第二止擋位置中并且通過激活所述印刷電路板線圈(4)，所述挺桿(I)占據(jù)所述第一止擋位置，從而使得存在所述脫扣狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫扣單元，其中在所述正常狀態(tài)時，作用在所述挺桿(I)上的所述保持力(F2)大于作用在所述挺桿(I)上的所述蓄能器力(Fl)，從而使得所述挺桿(I)保持在所述第二止擋位置中。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的脫扣單元，其中在所述激活狀態(tài)時，作用在所述挺桿(I)上的所述蓄能器力(Fl)大于作用在所述挺桿(I)上的所述保持力(F2)，從而使得所述挺桿(I)保持在所述第一止擋位置中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的脫扣單元，其中所述印刷電路板線圈(4)設(shè)計為多層的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的脫扣單元，其中所述印刷電路板線圈(4)構(gòu)造在所述印刷電路板⑶內(nèi)部。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的脫扣單元，其中所述印刷電路板線圈(4)的所述印刷電路板⑶包括用于驅(qū)控所述印刷電路板線圈的評估單元(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脫扣單元，其中所述評估單元(9)在探測經(jīng)由所述設(shè)備供應(yīng)能量的用電器的熱過載時激活所述印刷電路板線圈(4)，從而使得通向所述用電器的所述供電線路中斷。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的脫扣單元，其中由鐵磁材料構(gòu)成的罐形物(5)圍繞所述挺桿(I)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的脫扣單元，其中鄰接在所述印刷電路板線圈(4)的最外側(cè)線匝(12)處的所述印刷電路板線圈⑷的所述印刷電路板⑶具有至少一個穿孔(7)以及所述罐形物(5)經(jīng)由所述至少一個穿孔(7)與所述印刷電路板(8)機械連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脫扣單元，其中所述至少一個穿孔(7)呈框架地包圍所述印刷電路板線圈(4)的最外側(cè)的線匝的至少50%。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的脫扣單元，其中所述保持裝置(3)布置在所述印刷電路板線圈(4)的側(cè)面處并且在所述保持裝置(3)和所述印刷電路板線圈(4)之間布置有由鐵磁材料構(gòu)成的板(6)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的脫扣單元，其中在所述正常狀態(tài)時，所述挺桿(I)的罩面的一部分由所述印刷電路板線圈⑷呈框架地包圍。
13.一種用于中斷用電器的供電線路的設(shè)備、特別是熱過載繼電器，其中所述設(shè)備包括機械開關(guān)單元和根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的脫扣單元，其中所述脫扣單元在脫扣狀態(tài)時操控所述機械開關(guān)單元，從而使得所述設(shè)備中斷所述用電器的所述供電線路。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中經(jīng)由所述設(shè)備的輸入側(cè)的和輸出側(cè)的接口能引導(dǎo)用電器的供電電流帶(相位)經(jīng)過所述設(shè)備，其中在所述脫扣單元的所述正常狀態(tài)時，輸入側(cè)的所述接口與輸出側(cè)的所述接口導(dǎo)電連接，并且在所述脫扣單元的所述脫扣狀態(tài)時中斷在輸入側(cè)的所述接口和輸出側(cè)的所述接口之間的所述導(dǎo)電連接。
【文檔編號】H01H71/32GK104185891SQ201280063119
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】沃爾夫?qū)しㄒ翣? 馬丁·邁爾, 克勞斯·普菲茨納 申請人:西門子公司