CN102656748A - 大电流接触组件以及相应的用于制造大电流接触装置的方法 - Google Patents

大电流接触组件以及相应的用于制造大电流接触装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有接触销(10)和接触夹(20)的大电流接触组件(1)，接触销(10)具有至少一个接触开口(15)，接触夹(20)具有至少一个接触支脚(24)，其中接触夹(20)的至少一个接触支脚(24)在至少一个拼接区域(14)上与接触销(10)的相应的接触开口(15)连接，以建立电气接触和承受机械力，本发明还涉及一种相应的用于制造这种大电流接触组件的方法。根据本发明，接触销(10)和接触夹(20)之间的电气接触的建立在很大程度上与机械力的承受分开，其中接触销(10)和接触夹(20)之间的电气接触通过第一连接方式(7)建立，而机械力通过第二连接方式(5)承受。

Description

大电流接触组件以及相应的用于制造大电流接触装置的方法
技术领域
本发明基于根据独立权利要求1所述类型的大电流接触组件以及相应的根据独立权利要求9所述类型的用于制造这种大电流接触组件的方法。
背景技术
在功率电子设备领域中，例如汇流排、大电流模块、插头、电容器、或者线圈的电子部件之间的大电流电气接触通过螺纹连接、焊接连接、拼合连接、扭转连接或者弹性接触实现。
在EP 0 735 628 B1的专利说明书中例如说明了一种用于电气接头的汇流条，它具有垂直于它的主面之一的平面定向的连接插销。在此处，该连接插销插入设置在该汇流条的主面的中部的容纳开口内，并且例如通过焊接不可松开地与该汇流条连接，其中该连接插销具有支撑凸肩，该支撑凸肩在插入后形状匹配地位于汇流条的平面上。
已知的接触和接合方法在要接触的对象的材料选择上关于合金成分、材料配对、强度、导电性及其表面有限制。因此接触对象的可能的材料配对受限。此外，对于接合工具例如焊钳、Tox工具、扭转工具或者激光射束遮蔽需要大的自由空间，这阻碍了大电流接触组件的小型化。
发明内容
与此相对，本发明的具有独立权利要求1的特征的大电流接触组件具有如下优点，即接触销和接触夹之间的电气接触的建立在很大程度上与机械力的承受分开，其中接触销和接触夹之间的电气接触通过第一连接方式建立，机械力通过第二连接方式承受。这里接触夹的至少一个接触支脚在至少一个拼接区域上与接触销的相应的接触开口连接，以建立电气接触以及承受机械力。
本发明的大电流接触组件例如可以在脉冲逆变器中为用于风力设备、太阳能设备和燃料电池的混合驱动器、直流对直流变换器、控制设备使用。
与此相对，本发明的具有独立权利要求9的特征的用于制造由具有至少一个接触开口的接触销和具有至少一个接触支脚的接触夹组成的大电流接触组件的方法具有如下优点，即接触销和接触夹之间的电气接触的建立在很大程度上与机械力的承受分开，其中接触销和接触夹之间的电气接触基本上通过第一连接方式建立，机械力基本上通过第二连接方式承受。
本发明的实施方式以有利的方式将电气接触和承受机械负荷的功能分开，并且以有利的方式使得能够在拼接区域上在使用高导电性金属材料(例如高纯度铜、银、或者铝材或者它们的高导电性合金)的情况下通过大的导电截面实现电气接触。以有利的方式在材料对象及其表面的选择上没有处理技术方面的任何限制。电气接触例如通过挤压接触建立。这通过要接触的部件的塑性变形实现。机械力例如通过弹簧单元承受，该弹簧单元构造成在电的接触对之间不产生任何不允许的相对运动。
通过在从属权利要求中描述的措施和改进方案能够有利地改进在独立权利要求1中给出的大电流接触组件和在独立权利要求10中给出的大电流接触组件的制造方法。
特别有利的是，接触销和接触夹之间的电气接触通过在接触销的至少一个接触开口和接触夹的至少一个接触支脚之间的挤压接触建立，其中挤压接触可通过接触开口和/或接触支脚的塑性形变产生。该至少一个接触支脚例如在两侧各具有一个可塑性形变的支撑凸肩，它们在接触销上支撑在相应的可塑性形变的支撑面上。此外该至少一个接触支脚可以在两侧各具有一个可塑性形变的第一接触面，它们与接触开口的相应的可塑性形变的第二接触面相互作用。这使得能够用任意的材料组合在至少一个接触支脚或者在至少一个接触开口处简单地建立电气接触。
在本发明的大电流接触组件的设计中，可塑性形变的部件的几何结构和/或材料和/或材料厚度可以以有利的方式与要传输的电流强度相适应。由此，接触夹例如可以具有两个形成叉形状的接触支脚，该接触支脚垂直地压入两个相应的接触开口内，其中为了建立电气接触还可以另外使用叉形接触支脚的张开作用。
在本发明的大电流接触组件的另一种设计中，包括至少一个带至少一个弹簧元件的基体的弹簧单元为承受机械力而插入接触销的至少一个接触开口内。该弹簧单元以有利的方式具有多个弹簧元件。该弹簧单元例如可以实施为，至少一个第一弹簧元件被实施为以有利的方式阻止插入的弹簧单元从接触开口后撤的支撑件。此外，该弹簧单元例如可以实施为，至少一个第二弹簧元件在至少一只接触支脚被压入接触开口内时夹紧接触支脚的至少一个支撑面，由此以有利的方式阻止接触夹的至少一个接触支脚从接触销的至少一个接触开口中发生不允许的后撤。通过该弹簧单元，本发明的大电流接触组件能够以有利的方式承受例如通过长度的热伸长或者振动负荷产生的大的机械负荷。另外本发明的实施方式适合“盲接”，并且在拼装时为承受力仅需很小的自由空间。
在本发明的方法的设计中，包括至少一个带至少一个弹簧元件的基体的弹簧单元为承受机械力而插入至少一个接触开口内，其中接触销和接触夹之间的电气接触通过在接触销的至少一个接触开口和接触夹的至少一个接触支脚之间的挤压接触建立。
附图说明
本发明的有利的实施方式在附图中示出并且在下面说明。附图中相同的附图标记表示执行相同或者相似功能的部件或者元件。
图1示出了本发明的大电流接触组件的一个实施例的示意性立体图，
图2示出了用于根据图1的本发明的大电流接触组件的接触销的实施例的示意性立体图，
图3示出了用于根据图1的本发明的大电流接触组件的接触夹的实施例的示意性立体图，
图4示出了用于根据图1的本发明的大电流接触组件的接触销的实施例的示意性立体图，
图5以侧视图示出了在制造根据图1的本发明的大电流接触组件时的中间产品的示意性立体图，
图6以俯视图示出了在制造根据图1的本发明的大电流接触组件时的中间产品的示意性立体图，
图7示出了根据图1的本发明的大电流接触组件的实施例的示意性立体剖面图。
具体实施方式
如从图1到图7所见，本发明的大电流接触组件1的图示实施例包括接触销10、接触夹20和弹簧单元30，接触销10在图示实施例中具有两个接触开口15，接触夹20在图示实施例中具有两个接触支脚24，弹簧单元30在图示实施例中包括具有多个弹簧元件33、34的两个基体32。如进一步从图1到图7所见，接触夹20的两个接触支脚24在相应的拼接区域14上与接触销10的相应的接触开口15连接，以建立电气接触和承受机械力。根据本发明，接触销10和接触夹20之间的电气接触的建立在很大程度上与机械力的承受分开，其中接触销10和接触夹20之间的电气接触通过第一连接方式7建立，而机械力通过第二连接方式5承受。
如进一步从图1和图5到图7所见，弹簧单元30为承受机械力而插入至少一个接触开口15内。这里弹簧单元30实施成，使得至少一个第一弹簧元件34实施为阻止插入的弹簧单元30从接触开口15后撤的支撑件。此外，至少一个第二弹簧元件33在至少一只接触支脚24被压入接触开口15内时夹紧接触支脚24的至少一个支撑面29。此外，接触销10和接触夹20之间的电气接触通过在接触销10的接触开口16和接触夹20的接触支脚24之间的挤压接触7建立，这里挤压接触7通过接触开口15和/或接触支脚24的塑性形变实现。
如特别从图2和图3所见，为建立电气接触7，接触支脚24在两侧各具有一个可塑性形变的支撑凸肩28，它们在接触销10上支撑在相应的可塑性形变的支撑面18上。此外接触支脚24在两侧各具有一个可塑性形变的第一接触面26，所述第一接触面与接触开口15的相应的可塑性形变的第二接触面16相互作用。接触支脚24或者接触开口15的可塑性形变的部件18、28、16、26的几何结构和/或材料和/或材料厚度可以以有利的方式与要传输的电流强度相适应。
根据本发明的用于制造由具有至少一个接触开口15的接触销10和具有至少一个接触支脚24的接触夹20组成的大电流接触组件1的方法，首先把具有至少一个基体32的弹簧单元30插入接触销10的至少一个接触开口15内，以便产生在图5和图6中示出的中间产品。如从图5和6所见，弹簧单元30具有多个垫板卷边31.1、31.2，它们在接触销10的表面上位于接触开口15的两个边缘上，其中第一垫板卷边31.1将弹簧单元30的两个基体32彼此连接。在接触销10的另一侧，弹簧单元30通过第一弹簧元件34支撑在接触开口15的边缘上，由此阻挡插入的弹簧单元30从接触开口15后撤。在把弹簧单元30插入接触销10的接触开口15内后，接触夹20的至少一个接触支脚24在至少一个拼接区域14上为建立电气接触而被压入接触销10的相应的接触开口15内，其中弹簧单元30在至少一个接触支脚24被压入接触开口15内时以至少一个第二弹簧元件33夹紧接触支脚24的至少一个支撑面29。由此，根据本发明，在接触销10和接触夹20之间的电气接触的建立在很大程度上与机械力的承受分开，因为接触销10和接触夹20之间的电气接触基本上通过第一种连接方式，这里通过压入，建立，而机械力基本上通过第二种连接方式，即通过弹簧单元30承受，该弹簧单元的构造使得在接触销10和接触夹20之间不出现任何不允许的相对运动。
本发明的大电流接触组件1例如可以在脉冲逆变器中为用于风力设备、太阳能设备和燃料电池的混合驱动器、直流对直流变换器、控制设备使用。
本发明的大电流接触组件的实施方式能够以有利的方式在使用高导电性金属材料(例如高纯度铜、银、或者铝材和/或它们的高导电性合金)的任意组合的情况下用于大导线横截面的接触，其中在材料配对及其表面的选择上没有处理技术方面的任何限制。此外本发明的大电流接触组件的实施方式能够以有利的方式承受例如通过长度的热伸长或者振动负荷产生的大的机械负荷。在本发明的大电流接触组件的实施方式中电气接触和承受机械负荷的功能在很大程度上分开。电气接触通过挤压接触建立，该挤压接触通过要接触的对象的塑性形变实现。机械力通过弹簧单元承受，该弹簧单元构造成在电气接触面之间不会出现任何不允许的相对运动。

Claims (10)

1.一种大电流接触组件，具有接触销(10)和接触夹(20)，接触销(10)具有至少一个接触开口(15)，接触夹(20)具有至少一个接触支脚(24)，其中接触夹(20)的至少一个接触支脚(24)在至少一个拼接区域(14)上与接触销(10)的相应的接触开口(15)连接，以建立电气接触和承受机械力，其特征在于，所述接触销(10)和所述接触夹(20)之间的电气接触的建立在很大程度上与机械力的承受分开，其中所述接触销(10)和所述接触夹(20)之间的电气接触通过第一连接方式(7)建立，而机械力通过第二连接方式(5)承受。
2.根据权利要求1所述的大电流接触组件，其特征在于，接触销(10)和接触夹(20)之间的电气接触通过在接触销(10)的至少一个接触开口(16)和接触夹(20)的至少一个接触支脚(24)之间的挤压接触(7)建立，其中该挤压接触(7)能通过接触开口(15)和/或接触支脚(24)的塑性形变产生。
3.根据权利要求2所述的大电流接触组件，其特征在于，所述至少一个接触支脚(24)在两侧各具有一个能塑性形变的支撑凸肩(28)，该支撑凸肩在接触销(10)上支撑在相应的能塑性形变的支撑面(18)上。
4.根据权利要求2或3所述的大电流接触组件，其特征在于，所述至少一个接触支脚(24)在两侧各具有一个能塑性形变的第一接触面(26)，该第一接触面与接触开口(15)的相应的能塑性形变的第二接触面(16)相互作用。
5.根据权利要求2到4之一所述的大电流接触组件，其特征在于，能塑性形变的部件(18、28、16、26)的几何结构和/或材料和/或材料厚度与要传输的电流强度相适应。
6.根据权利要求1到5之一所述的大电流接触组件，其特征在于，包括至少一个带至少一个弹簧元件(33、34)的基体(32)的弹簧单元(30)为承受机械力而插入至少一个接触开口(15)内。
7.根据权利要求6所述的大电流接触组件，其特征在于，弹簧单元(30)被实施成，至少一个第一弹簧元件(34)实施为阻止插入的弹簧单元(30)从接触开口(15)后撤的支撑件。
8.根据权利要求6或7所述的大电流接触组件，其特征在于，弹簧单元(30)被实施成，至少一个第二弹簧元件(33)在至少一只接触支脚(24)被压入接触开口(15)内时夹紧接触支脚(24)的至少一个支撑面(29)。
9.一种用于制造大电流接触组件的方法，所述大电流接触组件由具有至少一个接触开口(15)的接触销(10)和具有至少一个接触支脚(24)的接触夹(20)组成，其中接触夹(20)的至少一个接触支脚(24)在至少一个拼接区域(14)上与接触销(10)的相应的接触开口(15)连接，以建立电气接触和承受机械力，其特征在于，接触销(10)和接触夹(20)之间的电气接触的建立在很大程度上与机械力的承受分开，其中接触销(10)和接触夹(20)之间的电气接触基本上通过第一连接方式建立，机械力基本通过第二连接方式承受。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，包括至少一个带至少一个弹簧元件(33、34)的基体(32)的弹簧单元(30)为承受机械力而插入至少一个接触开口(15)内，其中接触销(10)和接触夹(20)之间的电气接触通过在接触销(10)的至少一个接触开口(16)和接触夹(20)的至少一个接触支脚(24)之间的挤压接触(7)建立。
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