CN106067406A - 用于车辆的功率继电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的功率继电器(1)，该功率继电器具有壳体(2)和布置在壳体(2)中的线圈结构组件(16)，在壳体中引入有两个用于与负载电路接触的联接栓(10)，线圈结构组件包括磁线圈(21)和磁衔铁(19)，磁衔铁经由力传递机构(23)与能够可逆地在闭合状态与断开状态之间运动的接触桥(17)联接并且在借助磁线圈(21)产生的磁场的作用下能够在壳体(2)中移动，其中，接触桥(17)承载有两个接触元件(34)，接触元件与联接栓(10)的对应接触部(33)一起形成第一接触对(33、34)和第二接触对(33、34)，其中，接触对(33、34)在闭合状态中形成三点式贴靠。

Description

用于车辆的功率继电器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于车辆尤其是商用车的功率继电器。这种功率继电器例如由DE 10 2010 018 738 A1所公知。

背景技术

类属的功率继电器在车辆技术中使用，尤其是在商用车中使用。功率继电器用于将车辆电瓶与车载电网电分离。此外，这种继电器还用于对调节设备，例如液压泵或升降平台的电动马达进行开关。这种功率继电器必须在典型的12伏特至24伏特的低电压的情况下能够对最高为约300安培的电流强度的电流进行开关，并且因此相应地实心地构建。常见的、用于此目的的继电器在一般情况下由以金属(例如铁或钢)制成的罐状体构成，在其中容纳有磁线圈和磁轭以及具有与带有双接触部的接触桥连接的磁衔铁。

为了将功率继电器联接到车辆中的待开关的负载电路上，功率继电器通常包括由金属制成的实心的联接栓(螺纹栓)，联接栓典型地具有0.5cm至1cm的直径。常规地，待开关的负载电路的联接线路的线缆终端借助螺母(接触螺母)以接触的方式固定在这些联接栓上。

在继电器尤其是在车辆中的，例如在载重车辆中的装入状态下，传递到功率继电器上的由运行造成的振动实际上是不可避免的。这可能会导致能运动的接触桥与相对壳体固定的联接栓之间的过渡电阻的无意的提高。虽然该问题可以通过提高接触压力来应对。然而，为此却需要有更强的磁系统，但是这却是不希望的。

发明内容

本发明的任务在于说明一种在可靠接触方面适当的用于车辆尤其是商用车的功率继电器。

该任务根据本发明通过权利要求1的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

功率继电器具有优选由壳体罐和联接座形成的壳体，在该壳体中引入有两个用于与负载电路接触的联接栓。在壳体中布置有线圈结构组件，线圈结构组件包括磁线圈和磁衔铁，磁衔铁经由力传递机构与接触桥联接并且在借助磁线圈产生的磁场的作用下能够在壳体中移动。

接触桥能够可逆地在闭合状态与断开状态之间运动，在闭合状态中，接触桥导电地跨接联接栓，在断开状态中，接触桥与联接栓不接触。接触桥承载有两个接触元件，它们与联接栓的下面也被称为对应接触部的对应接触元件一起形成第一和第二接触对，其中，接触对在闭合状态中形成三点式贴靠或三点式贴合。在此适当地，联接栓的对应接触部(对应接触元件)具有平坦的贴靠或贴合面。

在有利的设计方案中，以如下方式构造第一接触对，即，其仅具有单个经限定的(局部的或局部受限制的)的贴靠部位(贴合部位)。适当地，该贴靠部位于中央地设置在第一接触对的接触桥侧的接触元件中，并且在局部受限制的贴靠面方面尽可能呈点状。适当地，这通过如下方式实现，即，第一接触对的接触桥侧的接触元件具有朝栓侧的对应接触元件凸形拱起的接触区域。该接触区域适宜地通过对优选呈小片状的接触元件的割线式的磨削制成。因此适当地，凸形的、也就是说关于接触表面向外拱曲的接触区域在桥纵向方向上在形成用于提供贴靠部位的中央隆起的接触区域的情况下沿接触桥侧的接触元件延伸。

在另外的有利的设计方案中，以如下方式构造第二接触对，即，其具有两个经限定的贴靠部位(贴合部位)。在此适当地，第二接触对的接触桥侧的接触元件关于栓侧的对应接触元件具有凹形拱入的、也就是说关于接触表面缩入的接触区域。适宜地，凹形拱入的接触区域在桥纵向方向上沿接触桥侧的接触元件延伸。该设计方案优选同样通过相应的研磨过程制成。

附图说明

下面结合附图详细阐述本发明的实施例。其中：

图1以从斜上方看的立体视图示出具有联接座的功率继电器；

图2以纵剖面图示出功率继电器，其在联接座中具有未接触的接触部和对应接触部；

图3以立体视图示出联接座，可看到承载接触部(接触元件)的接触桥；

图4以立体视图示出接触桥，其具有拱曲地实施的用于与对应接触部形成三点式贴靠的接触元件；

图5以剖面图示出联接座；

图6示出沿图5中的线VI-VI的剖面图，其具有凸形拱出的接触桥侧的接触元件；

图7示出沿图5中的线VII-VII的剖面图，其具有凹形拱入的接触桥侧的接触元件；

图8以侧视图示出接触桥；

图9示出沿图8中的沿着凸形拱曲的接触元件的线IX-IX的剖面图；

图10示出沿图8中的沿着凹形拱曲的接触元件的线X-X的剖面图；

彼此相对应的部分在所有图中始终配设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1和图2中所示的功率继电器1包括壳体2，壳体由两个部分形成，即，由联接座3和壳体罐4形成。在此，联接座3和壳体罐4都优选形成为由塑料制成的注塑构件。

联接座3朝向联接侧地限界壳体2，在联接侧上，功率继电器1能够与外部的负载电路以及与外部的控制线路接触。该联接侧在下面(与功率继电器1在周围空间中的实际定向无关地)也被称为上侧5。壳体罐4以四个侧壁6和壳体底部7围住大致呈长方体形的壳体内部空间8的其余的侧面(图2)。在此，壳体底部7将壳体2朝背离上侧5的下侧9封闭，其中，术语“下侧”与功率继电器1在周围空间中的实际定向无关地使用。

为了联接待联接的负载电路的两个联接线路，在联接座3中固定有两个实心的联接栓10，联接栓分别以螺纹柱11从壳体2向外伸出。联接栓10是指由金属制成的实心的车削件，车削件在螺纹柱11的区域内例如具有0.8cm的直径。为了联接负载电路的各自的联接线路，联接线路的端部侧的线缆终端放置到所配属的螺纹柱11上，并且借助螺母(接触螺母)螺旋式地接触。然而为此替选地，联接栓10也可以由分别具有螺纹孔的套筒形成。代替接触螺母地，在该情况下设置有用于接触联接线路的接触螺栓，接触螺栓被拧入到螺纹孔中。如尤其是在图2中得知的是，联接栓10通过以联接座3的塑料材料注塑包封而固定在联接座3中。

为了排除联接栓10与负载电路的必要时紧固在联接栓上的联接线路之间的电击穿或其他方式的短路，于外侧在联接座3上成形出分隔壁12，分隔壁伸入到在联接栓10之间形成的中间空间中。

此外，为了驱控功率继电器1，也就是为了触发由此使功率继电器1(通过在联接栓10之间建立壳体内部的导电的连接)接通或(通过分离导电的连接)关断的开关过程，在联接座3上还构造有多个(在此示例性地三个)信号接口13，经由信号接口能够使三个相对应的外部的控制线路分别以端部侧的线缆终端来与功率继电器1螺旋式地接触。每个信号接口13经由形式为弯曲的板材冲压件的联接导体14与壳体内部空间8电连接。在此，联接导体14放入在联接座3与壳体罐4之间或者同样通过注塑包封保持在联接座3中。朝上侧5地，通过独立的、能锁定的塑料盖15来保护信号接口13以防碰触。

除了上述壳体部分，亦即具有紧固在联接座上的联接栓10和信号接口13的联接座3之外以及除了壳体罐4之外，功率继电器1还包括在图2中显示出的线圈结构组件16。同样还设置有形式为装备有控制电子器件的结构元件的印刷电路板的线路载体，然而在图2中不能看到。

所示的线圈结构组件16包括布置在联接座3的内部区域中的接触桥17，接触桥经由联接杆18与磁回路的磁衔铁19机械联接。除了磁衔铁19之外，磁回路还包括磁轭20。线圈结构组件的未能详细看到的组成部分是中央的、同中心地包围联接杆18的空心柱体形的芯、U形弯曲的弓形件以及两个由弓形件的侧边端部彼此对向的极靴，极靴将磁衔铁19包围在其间。磁衔铁19和磁轭20的组成部分由铁磁性材料形成。

此外，线圈结构组件16还包括磁线圈21，其位于被磁轭20围起来的体积中。在此，磁线圈21同中心地包围磁轭20的芯，并且本身被弓形件和极靴围起来。此外，线圈结构组件16还包括两个分别由弯曲的板材冲压件形成的辅助导体22和两个包围联接杆18的压力弹簧，亦即复位弹簧23和接触压力弹簧24。

线圈结构组件16的上面列举的组成部分被承载体25机械地保持在一起。承载体25是指一体式的、多功能的由塑料制成的注塑构件。承载体25承载磁线圈21并且保持磁轭20和磁衔铁19。为此，磁衔铁19和磁轭20的芯容纳在承载体25的内部中。在此，磁衔铁19直接滑动支承在承载体25上。

线圈结构组件16夹到以注塑工艺制成的联接座3上。为此，联接座3在其下侧上配设有压注成的卡钩26(图3)。

辅助导体22与(电压截取)接口27钎焊在一起。在此，接口27在此成对地配属于联接栓10。因此，其中一个接口27与其中一个联接栓10接触，而另一接口27与另外的联接栓10接触。为此，接口27事先与分别配属的联接栓10焊接在一起，并且与联接栓一起用联接座3的塑料材料注塑包封。

在将线圈结构组件16和必要时印刷电路板装配在联接座3上之后，壳体罐4套在线圈结构组件16上并且与联接座3锁定并且拧紧，由此封闭壳体2。在壳体2的封闭的状态下，联接座3利用环绕的径向接片28贴靠在壳体罐4的壁内的环绕的凸肩29上。在此，壳体罐4利用环绕的、限界出壳体罐的开口的卡圈30在外侧包绕联接座3的径向接片28并且凸出超过该径向接片。因此，卡圈30如围栏那样包围径向接片28的上侧，并且与联接座3一起形成盆状的结构或盆状件31。为了液密且气密地密封联接座3与壳体罐4之间的连接部，盆状件31用开始是液态的并且在固化阶段的过程中固化的浇铸材料32填充。在此，尤其是考虑由环氧树脂和混合的固化剂构成的双组分系统作为浇铸材料32。

此外，利用浇铸材料32也密封了联接导体14的穿引部。为此，联接导体14在盆状件31的区域中穿引过联接座3。联接栓10穿过联接座3的穿引部独立地被盆状件31通过浇铸材料32密封。

联接栓10还分别形成功率继电器1的设置用于对负载电路进行开关的主开关装置的固定接触部。为此，联接栓10的从联接座3的下侧伸入到壳体内部空间8中的端部分别配设有随后也被称为对应接触部33的接触元件。接触桥17形成主开关装置的相对应的运动接触部，为此，接触桥对照其中每个对应接触部33地分别包括随后也被称为接触部的接触元件34。

在接触桥17内部电短路的接触元件34与相对置的对应接触部33一起分别形成接触对33、34。

图2(如同图5那样)示出了处于断开状态中的功率继电器1，在断开状态中，接触元件34从对应接触部33抬起(不接触)，从而在联接栓10之间不存在导电连接。为了接通功率继电器1，对磁线圈21通电。由此，在磁轭20中产生磁通量。通过磁通量使磁衔铁19相对磁轭20的芯被吸引。在此，利用磁衔铁19，在通过联接杆18干预的情况下，接触桥17向上偏移，从而使接触元件34触碰相对应的对应接触元件33。在功率继电器1的以该方式建立的闭合状态中，经由接触桥17形成联接栓10之间的导通连接。在此，接触元件34和分别与这些接触元件对置地布置的对应接触部33形成两个接触对33、34。

为了关断功率继电器1，以相反的极性对磁线圈21通电。在此在磁轭20中产生的磁通量的作用下，通过永磁体产生的保持力来补偿，从而使磁衔铁19通过复位弹簧23从芯脱离并且因此被挤压到断开状态中。在此，磁衔铁19经由联接杆18再次使接触桥17随动，由此，在分离联接栓10之间的电连接的情况下，接触元件34与相对应的对应接触部33不接触。安装在承载体25的下端部上的阻尼元件可以拦截该运动，从而阻止由磁衔铁19、联接杆18和接触桥17形成的单元朝闭合状态的方向的回弹。

在功率继电器1的所示的、双稳态的结构形式中，功率继电器1的两个开关状态的每一个在磁线圈21未通电的状态下也是稳定的。在此，磁线圈21必须仅暂时通电。对磁线圈21的驱控要么直接经由信号接口13要么经由控制电子器件实现，控制电子器件依赖于外部的或内部或的控制指令地驱控磁线圈21，控制指令经由信号接口13输送给控制电子器件。此外，在功率继电器1接通的状态下，控制电子器件经由接口27获知在联接栓10上下降的电压，其作为针对穿流过功率继电器1的负载电流强度的计量或用于识别继电器状态的计量。

图3示出了在相对图1的图示经转动的位置中的联接座，其中，看到了位于或放入其中的不具有联接杆18的接触桥17。

图4示出了在相对图3再次转动了的位置中的接触桥17，其中，看到了两个接触元件34。在图4中左边的接触元件34与相对应的对应接触部33一起形成第一接触对，而在图4中右边的接触元件34与相对应的对应接触部33一起形成第二接触对。第一接触对的接触元件34具有凸形拱出的接触区域34a，该接触区域沿接触桥17的纵向方向35延伸。

该拱出的(凸形的)接触区域34a例如通过相应的割线式磨削面34b(横向于纵向方向35地看)形成在拱出的接触区域34a的两侧。以如下方式设计拱出的接触区域34a的造型，即，在该接触区域的中央区域中，并且进而在接触元件34的接触面36的中间区域中形成局部受限制的、在实际中以适当的方式呈点状的贴靠或贴合部位37。

第二接触对的接触元件34具有同样沿接触桥17的纵向方向35延伸的、拱入的(凹形的)接触区域34c。由此，(再次横向于纵向方向35地看)在该接触区域34c的两侧例如又通过适当的研磨技术形成割线状的、隆起的接触面区域34d。接触面区域34d又优选形成中央的或居中地隆起的或者暴露的贴靠或贴合部位38、39，其如同第一接触对的接触元件34的经限定的贴靠部位37那样为了清楚而用小圆圈来说明。

因此，接触元件34总共在接触桥侧以三个贴靠部位37、38、39与两个栓侧的对应接触部33形成限定的三点式贴靠或三点式贴合。以该设计结构，即使在功率继电器1在其常规的装入状态下发生振动的情况下也实现了改进的接触特性。

图6示出了第一接触对的接触桥侧的接触元件34，其具有该接触元件的为了构造限定的贴靠部位27而凸形拱出的接触区域34a，而图7示出了第二接触对的接触元件34，其具有该接触元件的在形成另外两个限定的贴靠部位38和39的情况下拱入的接触区域34c。

可以看到的是，接触元件34和对应接触部或对应接触元件33铆钉状地实施。为此，对应接触部33具有接触面头部33a和接合柱33b。桥侧的接触元件34同样具有接合柱34e和接触面头部34f。对应接触部33经由其接合柱33b与各自的联接栓10接合，并且因此与联接栓固定地连接。类似地，接触元件34经由其接合柱34e与接触桥17接合，并且因此与接触桥固定地连接。

图8以侧视图示出了接触桥17，而图9和图10示出了沿着或穿过两个接触元件34的剖面图。能够比较清楚地看到的是，第一接触对的接触元件34具有凸形拱出的接触区域34a。拱出的接触区域34a的造型根据图9导致的是，在接触元件34的接触面36的中间区域中形成局部受限制的、呈点状的贴靠或贴合部位37。可以看到的是，第二接触对的接触元件34具有拱入的(凹形的)接触区域34c，由此，在接触区域34c的两侧形成隆起的接触面区域34d。这些接触面区域34d形成暴露的贴靠或贴合部位38、39。

附图标记列表

1 功率继电器

2 壳体

3 联接座

4 壳体罐

5 上侧

6 侧壁

7 壳体底部

8 壳体内部空间

9 下侧

10 联接栓

11 螺纹柱

12 分隔壁

13 信号接口

14 联接导体

15 盖

16 线圈结构组件

17 接触桥

18 联接杆

19 磁衔铁

20 磁轭

21 磁线圈

22 辅助导体

23 复位弹簧

24 接触压力弹簧

25 承载体

26 卡钩

27 (电压截取)接口

28 径向接片

29 凸肩

30 卡圈

31 盆状件

32 浇铸材料

33 栓侧的对应接触部/对应接触元件

33a 接触面头部

33b 接合柱

34 接触桥侧的接触元件

34a (凸形的)接触区域

34b 磨削面

34c (凹形的)接触区域

34d 隆起的接触面区域

34e 接合柱

34f 接触面头部

35 纵向方向

36 接触面

37 贴靠/贴合部位

38 贴靠/贴合部位

39 贴靠/贴合部位

Claims (11)

1.一种用于车辆尤其是商用车的功率继电器(1)，所述功率继电器具有壳体(2)和布置在所述壳体(2)中的线圈结构组件(16)，在所述壳体中引入有两个用于与负载电路接触的联接栓(10)，所述线圈结构组件包括磁线圈(21)和磁衔铁(19)，所述磁衔铁经由力传递机构(23)与能够在闭合状态与断开状态之间运动的接触桥(17)联接以及在借助所述磁线圈(21)产生的磁场的作用下能在所述壳体(2)中移动，

其特征在于，

所述接触桥(17)承载有两个接触元件(34)，所述两个接触元件与所述联接栓(10)的对应接触部(33)一起形成第一接触对(33、34)和第二接触对(33、34)，其中，所述接触对(33、34)在闭合状态中形成三点式贴靠。

2.根据权利要求1所述的功率继电器(1)，

其特征在于，

所述第一接触对(33、34)构造成使得所述第一接触对仅具有一个限定的贴靠部位(37)。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的功率继电器(1)，

其特征在于，

所述第一接触对(33、34)的接触桥侧的接触元件(34)具有朝栓侧的对应接触部(33)凸形地拱曲的接触区域(34a)。

4.根据权利要求3所述的功率继电器(1)，

其特征在于，

所述凸形地拱曲的接触区域(34a)在桥纵向方向(35)上在形成用于提供所述贴靠部位(37)的中央隆起的接触区域的情况下沿所述接触桥侧的接触元件(34)延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率继电器(1)，

其特征在于，

所述第二接触对(33、34)构造成使得所述第二接触对具有两个限定的贴靠部位(38、39)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的功率继电器(1)，

其特征在于，

所述第二接触对(33、34)的接触桥侧的接触元件(34)关于栓侧的对应接触部(33)具有凹形地拱入的接触区域(34c)。

7.根据权利要求6所述的功率继电器(1)，

其特征在于，

所述凹形地拱入的接触区域(34c)在桥纵向方向(35)上在形成两个与所述凹形地拱入的接触区域相邻的并隆起的接触区域(34d)的情况下沿所述接触桥侧的接触元件(34)延伸。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的功率继电器(1)，

其特征在于，

栓侧的对应接触部(33)具有平坦的贴靠面。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的功率继电器(1)，

其特征在于，

所述对应接触部(33)和/或所述接触元件(34)具有接合柱(33b、34e)和圆形的、优选呈小片状的接触面头部(33a、34f)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的功率继电器(1)，

其特征在于，

所述壳体(2)包括壳体罐(4)和与所述壳体罐接合的或能够部分置入所述壳体罐中的联接座(3)，在所述联接座中引入有所述联接栓(10)。

11.根据权利要求10所述的功率继电器(1)，

其特征在于，

在装配状态下，所述接触桥(17)至少局部安放在所述联接座(3)中。