CN105229769B - 用于电开关元件、特别是用于接触器或者继电器的装置以及具有轭构件和线圈之间的控制模块的电开关元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电开关元件(1)和用于这种电开关元件(1)的装置，特别是接触器或者继电器。根据本发明，设置有线圈构件(3)和轭(7)。轭(7)具有至少一个轭构件(15)。控制模块(19)用于电控制开关元件(1)。为了保持开关元件(1)的体积尽可能小以及为了减小结构空间，根据本发明，控制模块(19)布置在轭构件(15)与线圈构件(3)之间。

Description

用于电开关元件、特别是用于接触器或者继电器的装置以及 具有轭构件和线圈之间的控制模块的电开关元件

技术领域

本发明涉及一种电开关元件和用于电开关元件、特别是接触器或者继电器的装置，其具有线圈构件、具有至少一个轭构件的轭以及用于电动地控制开关元件的控制模块。

背景技术

电开关元件(例如，电动车辆/混合动力车辆中的单稳态接触器或继电器)通常具有至少部分地控制开关元件的控制模块。例如，控制模块可以在已经释放开关操作之后减小控制功率。这可以通过脉冲宽度调制或者通过将低阻抗操作绕组切换到更高阻抗开关绕组而执行。

如果切换所需要的并且启动切换所必须的高的启动功率电平限制在开关元件的操作时间，则将开关元件保持在切换位置下所必须的功率可能被限制。因此，继电器中的能量逆转减少并且由磁线圈向环境中输入的热显著减少。因此，当使用控制模块时，能够减少线圈构建所需要的结构空间并且减少驱动开关元件所必须的驱动系统。

发明内容

本发明的目的是进一步减小电开关元件的尺寸而维持良好的装配和连接可能性。

根据本发明，这个目的通过上述布置和上述开关元件实现，所述控制模块布置在轭构件与线圈之间。

通过控制模块布置在轭构件与线圈之间，能够进一步减小开关元件的尺寸和节省结构空间。

本发明的基本原理能够通过以下可选的研发而改进，其本身是有利的并且可以独立于彼此组合。

因此，根据第一有利改进，控制模块可以具有袋状部，其中电结构元件优选布置在印刷电路板上。袋状部具有延伸远离轭构件的保护壁。保护壁允许增加轭构件之间的蠕变电流路径，所述轭构件处于将被多次切换的电源电流的电位。电结构元件用于控制开关元件。

袋状部可以在线圈的方向上开口，以使得例如印刷电路板能够从线圈侧定位在袋状部中。可替代地，袋状部还可以被构造以允许印刷电路板从袋状部的窄侧中的一个推动到袋状部中。

轭的形式通常由开关元件的安装情况或者通过接触开关室的几何形状而决定，其中，待被切换的触头布置在接触开关室中。然而，在许多情况下，轭将具有U形基部构件，U形的开口侧由单独的轭板封闭或者能够由单独的轭板封闭。

在接触开关室的轮廓的矩形形状的情况下，轭的基面也是矩形是有利的。轭构件可以特别地以垂直的方式平行于线圈构件的纵向轴线延伸。印刷电路板的平面优选平行于轭构件的平面延伸。

袋状部可以由单独的支架形成，印刷电路板定位在支架中。这种支架优选是注塑成型部件。

具有印刷电路板或者电结构元件以及可选的支架的控制模块可以优选是预装配的装配单元从而尽可能简单地构造电开关元件的组件。预装配的装配单元可以简单地连接到例如线圈构件。

根据另一有利实施例，控制模块可以具有电连接元件，其构造以能够连接到线圈构件上的互补连接元件。由于根据本发明的控制模块布置在轭构件与线圈构件之间，并且因此非常靠近线圈构件，线圈构件和控制模块可以直接连接到彼此而不必需要二者之间的线路。连接元件和互补连接元件可以形成连接器和配对连接器，插入方向优选垂直于线圈轴线延伸。

线圈构件上的互补连接元件可以经由例如绝缘位移连接而直接接触线圈线。

为了能够支撑控制模块和/或容易地电接触控制模块，控制模块可以穿过轭、特别是轭构件的凹部延伸到轭的外侧。用于控制模块的向外延伸部可以设置有能够从轭的外侧接近的电连接元件。

术语“外”旨在指定位在轭的容积外侧的空间。轭的容积内侧的空间使用术语“内”来表示。控制模块有利地在最终装配状态下毗连凹部。

控制模块、特别是支架可以具有引导和保持套管，其平行于轭构件的平面突出。在装配状态下，轭构件在这种构件中接收在控制模块与引导和保持套管之间。引导和保持套管可以在最终装配的控制模块中在外侧处毗连轭构件。然而，应确保在这个位置处不存在压配合以使得在将控制模块装配到轭构件上期间不必需要大的力。

进一步有利的是，控制模块可移位地接收在凹部中。特别地，控制模块可以通过移位到其最终装配位置而被可移动地接收。凹部可以具有锁扣装置以使得控制模块在最终装配位置下接合在凹部中。

如果凹部朝向轭构件的自由端开口，则能够实现特别简单的装配操作。轭构件的自由端可以例如面向轭板。在这个实施例中，开关元件可以简单地沿着凹部从自由端移位到其最终装配位置中。

为了增强轭构件上的控制模块的机械保持，根据另一有利实施例，控制模块可以设置有至少一个突起。突起可以至少在控制模块的最终装配位置下延伸通过轭、特别是轭构件的互补接收构件。突起可以例如是肋状的。而且，接收构件可以连接到凹部，在这个示例中，接收构件优选在控制模块沿着凹部移位到最终装配位置的方向上背离凹部延伸。以此方式，突起在控制模块移位到最终装配位置时自动地推动到接收构件中。接收构件和突起产生强制锁定连接，其可以接收作用在控制模块上的力。

线圈构件可以设置在具有朝向轭构件向前突出的装配凸缘的前侧处，装配凸缘连接到控制模块。装配凸缘相对于其余线圈构件侧向突出以使得装配凸缘允许关于控制模块连接。装配凸缘优选布置在背离开关元件和/或轭板的开关触头的线圈构件侧处。装配凸缘不应径向地与缠绕在线圈构件上的线圈重叠，以使得线圈也能够缠绕而不由装配凸缘妨碍。

互补连接元件可以特别地布置在装配凸缘上，开关模块经由所述互补连接元件连接到线圈线。

在线圈构件的装配凸缘上的互补连接元件优选相对于线圈构件的纵向轴线垂直地在装配凸缘中延伸。如果轭具有在完全装配的开关元件中延伸到线圈内部的插口，则插口可以至少部分地在与轭构件相对的区域中具有扁平部，以提供用于互补连接元件必要的空间。这种扁平部可以特别地设置在例如串珠状的插口的周边邻接凸缘上。

装配凸缘优选相对于轭构件垂直地在轭的容积内侧从线圈构件延伸到开关模块。

由于装配凸缘定位在线圈构件的前侧处，装配凸缘在一些情况下非常靠近轭，以至于必须采取步骤以防止轭、线圈构件、互补连接元件、连接元件和/或控制模块之间的蠕变电流。为此，可以设置绝缘帽。绝缘帽优选在装配凸缘与轭之间并且优选是具有特别的周边侧壁的球形突起状或者杯状。

为了使得开关元件的装配更容易，控制模块和线圈构件可以一起接收在绝缘帽中。为此，控制模块和线圈构件可以被构造以使得能够预装配以想成能够一体引入轭和/或绝缘帽中的装配单元。绝缘帽可以作为额外的元件增加到所述装配单元以使得控制模块、线圈构件和绝缘帽能够一起引入轭中。可替代地，绝缘帽还能够首先引入轭中并且随后包括线圈构件和控制模块的装配单元引入绝缘帽中。

如已经描述的，使得轭的磁回路关闭的轭板可以设置在线圈构件的前侧处，特别是与装配凸缘相反的前侧处。轭板优选设置有至少一个固定装置，控制模块可以配合到所述固定装置。控制模块和轭板可以经由固定装置而例如以强制锁定的方式连接到彼此。在这个实施例中，控制模块和轭板可以首先预装配，并且开关元件的额外部件(诸如例如接触开关室)可以连接到轭板以形成装配单元。所述装配单元可以然后连接到线圈构件以形成另一装配单元，其随后引入具有或不具有绝缘帽的轭中。为了不必干扰轭和轭板中的磁回路，轭板和控制模块优选在轭外侧连接到彼此。

在下文中参考示例性实施例和附图更详细地说明本发明。在这个实施例中描述的特征组合可以根据上述说明改变。因此，如果与特征联系的效果在特定应用中并不重要，则可以省略单独的特征。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的开关元件的示意性立体图；

图2是图1的开关元件的示意性分解视图；

图3是已经在图1和图2中已经示出的开关模块的示意性立体图。

具体实施方式

首先，参考图1总体地说明根据本发明的电开关元件1的构造。

电开关元件1(例如，接触器或者继电器)具有线圈构件3，线圈5在所述线圈构建3上缠绕。而且，设置有轭7，特别是U形轭，其可以具有矩形基部表面9并且特别地具有平行六面体容积(cubature)。线圈构件3接收在轭7的容积11中。轭可以由单独的轭板13封闭，在可替代实施例中，所述单独的轭板13也可以以一体的方式属于轭7。

至少一个轭构件15平行于线圈构件3的纵向轴线17或者线圈5延伸。

控制模块19布置在线圈构件3与轭7、特别是轭的轭构件15之间。控制模块19用于电动地控制开关元件1，例如，以在时间和/或大小方面限制开关电流。如图1所示，控制模块19具有电动结构元件21。控制模块优选完全布置在轭7的容积11内侧。控制模块19能够从轭的外侧经由连接部23而电接触。为此，连接部23设置有端子25。

在纵向轴线17的方向上，触头室27邻接轭7，在图1中为轭板13的那侧。触头室模块27接收电开关元件1的开关触头(未示出)，所述触头旨在被切换并且借助于能够由线圈5驱动的驱动元件31移动。驱动元件31在线圈构件3的轭板侧29处延伸到触头室模块27的内部。

线圈构件3设置有装配凸缘35，其优选在控制模块19或者轭构件15的方向上相对于线圈5在一侧处、在其前侧中的一侧处突出；在图1的实施例中，仅仅通过示例，所述一侧为与轭板侧29相反并且背离触头室模块27指向的前侧33。装配凸缘35优选不横向地相对于线圈构件3的纵向方向17与线圈5重叠，以使得线圈5能够被缠绕。如图1所示，装配凸缘35可以围绕轭构件15垂直地延伸。控制模块19经由装配凸缘35电连接到线圈构件3。

绝缘帽37在前侧33处，控制模块在此电连接到线圈构件3。绝缘帽是杯状，其具有优选周壁39。线圈构件3和控制模块19布置在绝缘帽中。绝缘帽用于增加轭7与连接部(装配凸缘35与线圈构件3之间)之间的蠕变电流路径。

由于电开关元件由能够一体操纵的少量预装配单元构成，因此电开关元件1可以容易地安装。图2示出上述构造。

因此，第一装配单元41包括配合到触头室模块27的线圈构件3。从所述第一装配单元，第二装配单元43通过配合控制模块19而形成并且然后引入轭7中。绝缘帽37可以在第二装配单元43被引入之前插入轭7中，或者也可以预装配到第二装配单元43上。

在这个构造的变型中，第一装配单元41还可以由线圈构件3和控制模块19形成，触头室模块27定位在第一装配单元41上以形成第二装配单元43。

图2示出了根据本发明的开关元件1的额外示例性特征。

例如，轭构件15具有凹部45，控制模块19、特别是其连接部23延伸穿过所述凹部45。

插口46可以从轭的基面9突出到轭7的内部。当开关元件1完全装配时，插口46突出到线圈5或者线圈构件3的内部。插口46可以在其基部处具有优选周边邻接凸缘47。邻接凸缘47大致为串珠状并且从剩余插口46径向突出。

控制模块19可以具有引导和保持套管48。当控制模块被安装时，引导和保持套管48平行于轭构件15的平面延伸，在所述平面内，所述引导和保持套管48优选以周边的方式突出以背离控制模块。如图1所示，轭构件在最终装配位置下位于控制模块19的后壁与引导和保持套管之间。引导和保持套管可以外部地毗连轭构件15。

控制模块可以可移位地接收在凹部45中，优选在线圈构件3的纵向轴线17的方向上。特别地，在使得控制模块19沿着凹部45移位之后达到最终装配位置。

凹部45可以在朝向轭构件15的自由端51的方向上开口。这允许控制模块19被沿着凹部在线圈3的纵向轴线17的方向上从上方推动到最终装配位置。引导和保持套管还支撑控制模块19，以使得作用在控制模块上的力指向稳定轭7。

而且，控制模块19能够进一步由突起53、在该示例中为肋状突起53支撑。突起53有利地在控制模块19能够在凹部45中移位的方向上延伸。在该实施例中，这是纵向轴线17的方向，其他方向也是可能的。在纵向轴线17的方向上的可移位性具有下述优点，即，由于轭构件15设置在具有接合在轭板13中的固定元件55的自由端51处，因此轭构件15不由凹部45、特别是当凹部朝向外开口时减弱。

在这个实施例中，凹部45设置有接收元件，其被构造以对应于突起53。接收室57背离凹部45在控制模块19的位移方向上延伸。

控制模块19的连接部23可以以插塞式的方式构造。在所示的实施例中，作为相对于凹部45强制锁定连接的结果，所述控制模块还执行作为保持元件的双重功能。

如在图2中能够进一步看到的，控制模块19设置有电连接元件59，其被布置以能够从线圈构件3的一侧接近。

例如，电连接元件59是朝向线圈构件3突出的叶片状触头片。

装配凸缘35在其面向控制模块19的一侧处设置有互补连接元件61。线圈构件3的互补连接元件61优选例如经由绝缘位移连接而直接接触线圈5的线圈线(未示出)。

连接元件59可以容易地从控制模块19的后壁49引入到面向线圈构件3的一侧。而且，装配凸缘和控制模块可以经由额外的固定元件(例如，锁扣连接件)连接到彼此。可替代地，连接元件59、61还可以产生充足的保持力。

互补连接元件61具有在垂直于纵向轴线17的方向上的安装长度62。如果长度62较大，在插口46和/或邻接凸缘47上的扁平部63可能必须被设置以提供用于互补连接元件61的空间。可替代地或者额外地，例如，插口和/或邻接凸缘的壁厚在互补连接元件相反的一侧处可以减小。

然而，为了不必加载装配凸缘35，有利的是，线圈构件3与控制模块19之间的机械连接经由轭7、特别是轭板13实现。为此，轭板可以设置有固定元件64，例如，朝向控制模块19突出的锁扣突起。锁扣突起可以突出越过轭7和轭构件15的体积，以使得控制模块19与轭7或者线圈构件3之间的机械连接发生在轭7外侧。在图2的实施例中，在最终装配位置下，与轭板13的固定元件64互补的控制模块19的固定元件布置在连接部23的区域中，也就是，在轭7外侧。

最后，参考图3更详细地描述控制模块19的可能的构造。

控制模块19可以具有接收至少一个印刷电路板67的袋状部65。电结构元件21布置在印刷电路板67上。

袋状部65具有至少在三侧处的保护壁69，其突出越过印刷电路板67并且背离轭构件15突出(参照图1)。保护壁69用于增加轭构件15与印刷电路板67之间的蠕变电流路径。所述保护壁还在控制模块19被装配之前保护结构元件21。

印刷电路板67在控制模块19中定位成平行于轭构件15和纵向轴线17。仅仅通过示例的方式，在图3中，袋状部65朝向线圈构件3开口以使得印刷电路板能够从这侧定位在线圈构件中。可以想到，袋状部65在这个位置处关闭并且印刷电路板通过窄侧71中的一个推动到袋状部65中。

控制模块19还通过预装配印刷电路板67形成预装配单元。为此，印刷电路板保持在一件式支架73中，其优选由塑料材料注塑成型并且其还形成连接部23。

附图标记列表

1 电开关元件

3 线圈构件

5 线圈

7 轭

9 基面

10 插口

11 轭的容积

12 邻接凸缘

13 轭板

14 扁平部

15 轭构件

17 线圈构件的纵向轴线

19 控制模块

21 电结构元件

23 控制模块的连接部

25 连接部的端子

27 触头室模块

29 线圈构件的轭板侧

31 驱动元件

33 线圈构件的前侧

35 装配凸缘

37 绝缘帽

39 绝缘帽的壁

41 第一装配单元

43 第二装配单元

45 轭构件中的凹部

46 插口

47 邻接凸缘

48 引导和保持套管

49 控制模块的后壁

51 轭构件的自由端

53 控制模块的突起

55 轭构件的固定元件

57 接收构件

59 控制模块的电连接元件

61 线圈构件的互补连接元件

62 线圈构件的互补连接元件的安装长度

63 扁平部

64 轭板的固定元件

65 袋状部

67 印刷电路板

69 保护壁

71 窄侧

73 支架

Claims (15)

1.一种用于电开关元件(1)的装置，其具有

线圈构件(3)，

轭(7)，其具有至少一个轭构件(15)，和

控制模块(19)，用于电控制所述电开关元件(1)，

其特征在于，所述控制模块(19)布置在轭构件(15)与线圈构件(3)之间，并且所述控制模块(19)具有电连接元件(59)，其构造以能够连接到线圈构件(3)上的互补连接元件(61)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块(19)具有袋状部(65)，电结构元件(21)布置在所述袋状部(65)中，所述袋状部(65)具有延伸远离轭构件(15)的保护壁(69)。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块(19)通过轭(7)的凹部(45)延伸到轭(7)的外侧。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制模块(19)可移位地接收在凹部(45)中。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述凹部(45)朝向轭构件(15)的自由端(51)开口。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制模块(19)设置有至少一个突起(53)，其至少在控制模块(19)的最终装配位置下延伸通过轭(7)的互补接收构件(57)。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述控制模块(19)具有到轭(7)外侧的端子(25)的连接部(23)。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述线圈构件(3)在其前侧(33)处设置有朝向轭构件(15)突出并且连接到控制模块(19)的装配凸缘(35)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，互补连接元件(61)布置在装配凸缘(35)上。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装配凸缘(35)和所述控制模块(19)接收在定位在所述装配凸缘与所述轭之间的绝缘帽(37)中。

11.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述线圈构件(3)的轭板侧(29)处设置有轭板(13)，所述轭板(13)设置有至少一个固定元件(64)，控制模块(19)能够配合到所述固定元件(64)。

12.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述线圈构件(3)和所述控制模块(19)构造为能够通过将电连接元件(59)连接至互补连接元件(61)而预装配以形成能够一体引入轭中的装配单元(41)。

13.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述轭(7)具有插口(46)，其突出到所述轭中并且在至少与轭构件(15)相对的区域(47)中具有扁平部(63)。

14.根据权利要求1或2所述的装置，所述电开关元件(1)是接触器或者继电器。

15.一种具有根据权利要求1至14中的任一项所述的装置的电开关元件。