專利名稱：雙穩態電磁致動器的制作方法
技術領域：
本發明的主題是用于控制電氣設備例如真空瓶的雙穩態電磁致動器。
背景技術：
一般而言，雙穩態電磁致動器包括滑動致動器桿、施加使該桿移動的力的至少一個勵磁線圈、用于將該桿保持在一個穩定位置的至少一個永久磁鐵以及圍繞該線圈和該永久磁鐵的電磁軛，但是有桿穿過其中，該軛用來閉合磁力線。現有技術包括許多這種致動器，并且在專利WO 03/030188和EP 0883146中描述了某些例子。
這些致動器存在的問題容易發生在用桿來驅動搖桿或傾斜桿的普通情況中。該桿在與它垂直的一個方向上推動或拉動控制杠桿的一端。由于該動作發生在不可忽視的沖程，控制杠桿的該端被限制為沿著圓弧移動，由此還使得該滑動桿橫向移動。為了吸收該橫向移動并防止阻塞或損壞該致動器，一個中間連接裝置例如鏈環是必要的。
發明內容
本發明的主要目的在于彌補缺陷并能使致動器桿在它的控制下經鉸鏈直接連接到裝置，例如搖桿。
本發明的基本特征在于致動器桿被允許在軸附近有角度地振蕩，當該致動器在其穩定狀態，以及同樣當該致動器桿移動時，該磁力裝置和永久磁鐵趨向于回到中心位置。
更精確地，該致動器桿安裝在具有使得該桿在平面中傾斜以及有效磁通穿過的間隙的磁軛中，其中該平面包含一個平行于面向滑動設備的磁體表面的方向。其沒有支撐軸承或者實際上無間隙的類似裝置，其用于現有技術的設計中以將桿恒定保持在特定方位。本發明的各種其它特性有助于增強上述描述的優點，并確保致動器靈活可靠地工作。
接下來參照下列附圖詳細描述本發明的特定實施例圖1是現有技術致動器的全視圖；以及圖2、3、4、5、6和7示出了本發明的致動器以及如何操作它。
具體實施例方式
圖1示出的致動器應用也可以應用于本發明的致動器。真空瓶1在圍繞軸3旋轉的控制杠桿2的末端滑動。控制杠桿2的相對端鉸接于鏈環4，鏈環自身的相對端鉸接于雙穩態電磁致動器6的驅動桿5。該致動器包括磁軛7、勵磁線圈36以及永久磁鐵37，用于將桿5從一種狀態切換到另一種狀態以及用于確保在每一種狀態它的位置是穩定的。永久磁鐵37占據磁軛7的兩個相對表面。因為這種系統是已知的，并能采用多種形式，在此不再給出具體描述。桿5垂直穿過軛7，其經由一對支撐軸承8和軸承9支撐并導引它。當提升桿5時，與瓶1相聯系的一對觸頭10和觸頭11移動分離并且斷開穿過瓶1的電路，其中一個觸頭是由控制杠桿2驅動的動觸頭，另一個觸頭是靜觸頭；當降低桿5時，觸頭10被提升且觸頭10和觸頭11彼此接觸并閉合該電路。控制杠桿2的末端在這兩種狀態之間受到少量水平移動，使得需要使用鏈環4或一些其它中間零件來將其連接到桿5。
以下是涉及本發明的描述。致動器以附圖標記12特別示于圖2。它包含包括致動器桿13和比與其同軸連接的桿13更寬的柱塞14的活動部件。它還包括具有頂部平側面15和底部平側面16的框架形式的磁軛28，這兩個側面作為在致動器的穩定狀態中柱塞14的相對的鄰接表面，并設置有桿13穿過的開口17和開口18。該框架還具有用于將磁力線形成回路的兩個橫向側面20和21。在與永久磁鐵24和永久磁鐵25接合的方向上，開口17和開口18(圖3)與桿13的部分匹配(或者在圖2中的水平方向，相交于它們面向滑動部件的表面)，以允許桿13穿過很小的間隙，并且提供機械導引以防止柱塞14粘在永久磁鐵24和永久磁鐵25的任何一個上，但是在經過永久磁鐵24和永久磁鐵25的所述表面前面的垂直方向間隙更大，在圖3和圖6中可以更清楚的看出這些特征。以這種方式提供更大的間隙，由此桿13可以在垂直于圖2的該方向傾斜。如圖7所示，開口17和開口18是長槽形。扁平永久磁鐵24和永久磁鐵25位于柱塞14的側面39和側面40的任一側上、在橫向側面20和側面21的半高處。它們可由釹鐵硼合金制成。滑動板26和滑動板27即具有低摩擦系數的材料制成的板粘在所面對的有效磁通穿過的磁鐵24和磁鐵25的自由表面上。某些聚合物完全滿足這些用途。如圖3所示，軛28由兩個近似E形的對稱的半部29和半部30組成，其結構在厚度方向以傳統方式層疊，以便限制磁漏。螺栓31將疊片層保持在一起。軛28還具有兩個電磁線圈32和電磁線圈33環繞柱塞13，第一線圈用于閉合由致動器控制的真空瓶1或某些其它電氣設備中的電路，且另一線圈用于斷開所述電路。
柱塞14在軛28中形成的真空區34的高度的一部分延伸。在圖4和圖5中可以看出，分別示出了用于閉合和斷開電路處于兩個穩態的致動器柱塞14壓在軛28的一端側15或另一端側16，并且經由所述的端側15或端側16以及永久磁鐵24和永久磁鐵25來閉合穿過的磁路。當來自勵磁線圈32和勵磁線圈33的激勵消失時，盡管彈簧35迫使致動器桿13向上，即，朝向開路狀態，永久磁鐵24和永久磁鐵25產生的相應磁場仍足以將致動器保持在穩態。
對于穿過真空瓶1的電路受激的線圈32使致動器從斷開狀態到閉合狀態，并激勵其它線圈33使它從閉合狀態到斷開狀態。因為彈簧35已經鼓勵斷開，維持閉合狀態的力少量減少足以引起這個方向的開關發生，且線圈33可以比線圈32更小。產生脈沖的一種可靠方式是將電容器放電引到線圈32或線圈33的端子，該脈沖足以將在閉合位置或斷開位置的磁維持力產生的磁場反向。
圖6示出系統所處的中間狀態。無需中間鏈環4，致動器桿13直接鉸接于控制杠桿2。因此，它在圖6的平面水平移動，同時在兩種極端狀態之間移動。由于柱塞14相對于磁軛28中的槽17和18的水平方向自由移動，卻是一個垂直于圖平面方向的滑動配合，柱塞14可以在兩個極端位置之間移動，同時在永久磁鐵24和永久磁鐵25的平面中振蕩，沒有粘住它們其中任一個，而產生顯著增加的摩擦效果。在本發明中，不像圖1所示的現有技術那樣，柱塞14可以通過一個角度振蕩，足以允許致動器桿橫向移動。致動器桿13的振蕩平面平行于永久磁鐵的最大表面(有效磁通穿過該表面并且板26和27覆蓋該表面)。由于柱塞不粘在任一個磁鐵上，不會產生嚴重磨損。在開關操作期間，永久磁鐵24和永久磁鐵25使得柱塞14和致動器桿13與它們產生的磁力一起豎立，有助于最大化磁通。滑動部件的恰當和穩定的位置自動保持在每個開關操作，由此避免對致動器的過早損壞。
權利要求
1.一種用于控制電氣設備的雙穩態電磁致動器，該致動器包含滑動部件，該滑動部件包括致動器桿(13)、至少一個永久磁鐵(24、25)、至少一個勵磁線圈(32，33)、磁軛(28)，致動器桿穿過磁軛，并且磁軛包含永久磁鐵和勵磁線圈，勵磁線圈圍繞滑動部件，且永久磁鐵在滑動部件旁邊，桿(13)安裝在具有在第一方向上提供機械導引的間隙的磁軛(28)中，相交于永久磁鐵面向滑動部件的表面，該致動器的特征在于，它包括由桿(13)驅動的控制杠桿(2)，以繞樞軸(3)搖擺，并直接鉸接于致動器桿，且該桿安裝于磁軛中，其中在垂直于第一方向的第二方向具有大的間隙，并在永久磁鐵的所述表面的前面經過，以使得該桿能夠傾斜。
2.根據權利要求1的雙穩態電磁致動器，其特征在于，磁軛(28)具有端面(15，16)，該端面具有穿過桿(13)的通孔(17，18)，其在第二方向比在第一方向更長。
3.根據權利要求1到2的任一項的雙穩態電磁致動器，其特征在于，所述永久磁鐵表面承載用于滑動部件的滑動板(26，27)。
4.根據權利要求1到3的任一項的雙穩態電磁致動器，其特征在于，磁軛由兩個裝配在一起的半部組成，每個半部(29，30)承載扁平永久磁鐵。
5.根據權利要求1到4的任一項的雙穩態電磁致動器，其特征在于，它具有兩個勵磁線圈，以增加或減少在滑動部件上的由永久磁鐵產生的磁力的這種方式配置，和滑動部件復位彈簧(35)，所述彈簧與減小該力的線圈(33)之一協同工作。
全文摘要
本發明的雙穩態電磁致動器的活動部件(13，14)安裝在永久磁鐵(24，25)和低摩擦板(26，27)之間，其中的間隙大得足以使它在永久磁鐵前部傾斜，且在其控制下跟隨控制杠桿或其它傳輸機構橫向移動。因此它能直接鉸接于所述傳輸機構。該滑動部件無需支撐軸承。在每個開關操作后，磁力使滑動部件重新回到中心位置。
文檔編號H01H3/28GK1819076SQ20051012161
公開日2006年8月16日 申請日期2005年12月30日 優先權日2004年12月30日
發明者干乍·古普塔, 馬克·邦讓 申請人:阿雷瓦T&D股份公司