CN112753087A - 用于对电连接进行受控切换的开关设备和用于对电连接进行受控切换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于对电连接进行受控切换的开关设备(100、200)。开关设备(100、200)具有正电力连接部(101、201)和负电力连接部(102、202)。此外，开关设备(100、200)具有：连接元件(103)，所述连接元件被设计为以可控的方式在第一状态中将所述正电力连接部(101、201)和所述负电力连接部(102、202)相互电联接，并且在第二状态中将所述正电力连接部(101、201)和所述负电力连接部(102、202)相互电隔离；和闭锁元件(104)，所述闭锁元件被设计为在不受控的状态中锁止处于第二状态中的所述连接元件(103)，并且在受控状态中释放所述连接元件(103)。本发明此外公开了对应的方法。

Description

用于对电连接进行受控切换的开关设备和用于对电连接进行 受控切换的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对电连接进行受控切换的开关设备。本发明还涉及对应的方法。

背景技术

下文主要结合车辆中的电连接来描述本发明。然而，应理解的是本发明可以用于其中必须可靠地接通和断开电连接的每个应用中。

在现代的车辆中，试图减少车辆的燃料消耗或局部排放。减少车辆排放的一种可能性是通过电动马达支持内燃机，即所谓的插电式混合动力车辆，或通过电动马达代替内燃机，即所谓的电动车辆。

此类车辆中的电动马达可以以高达800V或更高的电压运行。因此，在此类车辆中，也将电池构建为能量存储器，其具有高达800V或更高的额定电压。

为能够例如在发生故障时可靠地接通和切断车辆中的电流，通常使用所谓的接触器。这些接触器可以具有带有动触点的弹簧加载的电枢，所述动触点被电磁体以克服弹簧力的方式压到对应的连接端子上，并且由此使它们相互电连接。

在电磁体的不通电的状态中，通过电枢的弹簧预加载力保持电接触部断开。在不利的、特别是沿电枢方向的作用力的情况中，所累积的电枢和动触点的惯性可能足以克服弹簧力并且将接触部接通。

因此，用于正电压分支和负电压分支的接触器通常以不同的轴向方向构建，使得两个接触器不同时接通。此类安装导致安装成本增加。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是通过使用在结构上尽可能简单的方式来减少接触器的安装工作。

此技术问题通过独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求、说明书和附图中给出了本发明的有利的改进方案。特别地，一个权利要求类别的独立权利要求也可以类似于另一权利要求类别的从属权利要求来扩展。

根据本发明的用于对电连接进行受控切换的开关设备具有正电力连接部和负电力连接部以及连接元件，所述连接元件被设计为以可控的方式在第一状态中将正电力连接部和负电力连接部相互电联接，并且在第二状态中将正电力连接部和负电力连接部相互电隔离。此外，根据本发明的开关设备具有闭锁元件，所述闭锁元件被设计为在不受控的状态中将连接元件锁止在第二状态中，并且在受控状态中释放所述连接元件。

根据本发明的用于对电连接进行受控切换的方法具有以下步骤：控制闭锁元件以释放连接元件并且将连接元件偏置到第一状态，在所述第一状态中将正电力连接部和负电力连接部相互电联接，以接通电连接。此外，根据本发明的方法具有以下步骤：结束对闭锁元件的控制并且将连接元件偏置到第二状态，在所述第二状态中将正电力连接部和负电力连接部相互电隔离，以断开电连接。应当理解，用于接通电连接和用于断开电连接的步骤的顺序可以交换。

如上文已解释，在通常的(例如在电动车辆中的)高压接触器中，可能在相应的前提条件下出现高压接触器的意外接通，这导致在安装以及生产时的成本增加。

本发明基于如下获知，即如果更好地保护高压接触器免受加速或振动的影响，则可以简化电动车辆中的高压接触器的安装。

因此，本发明提供了一种开关设备，所述开关设备受到保护以防止由于加速或振动而意外地接通。

为此，在开关设备中，正电力连接部和负电力连接部可以通过连接元件以受控的方式相互电连接或相互电隔离。

连接元件因此可以在第一状态和第二状态之间切换。在此，在第一状态中，连接元件将正电力连接部和负电力连接部联接。在连接元件的第二状态中，正电力连接部与负电力连接部电隔离，或者不与负电力连接部连接。

连接元件例如可以具有由弹簧预加载的电枢，使得电枢在无进一步控制的情况中处于第二状态的位置。连接元件也可以例如具有励磁线圈，所述励磁线圈在对应地被控制时产生磁场，并且将电枢移动到第一状态的位置。如果线圈的通电中断，则以弹簧预加载的电枢自动移动返回到第二状态的位置。

通过根据本发明的开关设备，避免了连接元件从第二状态到第一状态的意外的转换，即电连接的意外的接通。为此，开关设备设有闭锁元件，所述闭锁元件在不受控的状态中将连接元件锁定在第二状态中。而在受控的状态中，闭锁元件释放连接元件。

闭锁元件的不受控的状态在此表示其中不存在闭锁元件的控制的状态。因此不施加例如用于闭锁元件的主动控制信号。而在受控状态中，存在对闭锁元件的控制。因此，在闭锁元件上施加控制信号。控制信号可以例如被设计为控制电压或控制电流。

应理解的是，根据控制信号的类型，例如在不受控的状态中也可以存在控制信号，但所述控制信号表示不受控的状态。这样的控制信号可以例如是是数字控制信号，其仅示例地可以通过逻辑“0”来表征不受控的状态而通过逻辑“1”来表征受控的状态。

应理解的是，即使在此处未明确地提及，但是也可以为连接元件和闭锁元件设置控制输入部。这些控制输入部可以通过外部单元(例如车辆内的控制装置)来控制，以控制闭锁元件并且在第一状态和第二状态之间切换连接元件。

借助于根据本发明的开关设备，可以确保断开正电力连接部和负电力连接部之间的电连接。

通过锁止或锁定连接元件，即使在强烈的加速或振动的情况中，连接元件也不能从第二状态移出。因此可靠地锁止了正电力连接部和负电力连接部之间的电连接。

当例如在正电压支路和负电压支路中构建或安装一个或多个开关设备时，不必注意开关设备的安装方向。因此，开关设备可以沿相同方向并排安装。这实现了非常高效和快速的安装，所述安装例如也可以借助于机器人自动完成。

由从属权利要求和参考附图的描述中得出其他实施方案和改进方案。

在一个实施方案中，用于闭锁连接元件的闭锁元件可以形状配合地接合到连接元件内，并且将连接元件锁止。

形状配合的连接是指，闭锁元件或闭锁元件的部件或构件以形状配合的方式接合到连接元件内或连接元件的部件或元件内。与同样可行的力配合的连接相比，形状配合的连接不会由于过大的力而松解。因此，持久地确保了连接元件的闭锁。

形状配合的连接可以例如由接合到连接元件的对应的空缺或底切内的棘爪、卡锁凸耳、销或类似物产生。

力配合的连接可以例如通过某种类型的离合器产生，例如滑动离合器。

在一个实施方案中，闭锁元件可以具有以可移动的方式支承的锁止元件，所述锁止元件可以以受控的方式移到连接元件的行进路径内和/或移出连接元件的行进路径。

锁止元件可以例如被设计为棘爪、卡锁凸耳、销、活塞或类似物。

在开关设备的运行中，锁止元件可以通过促动器(例如，伺服马达、线圈等)移动到连接元件的行进路径内和/或移出连接元件的行进路径。

如果连接元件处于第二状态中，则锁止元件可以行进到连接元件的行进路径内，即移动到对应的缺口或底切内。因此，连接元件被锁止在第二状态中。

为释放连接元件，可以将锁止元件移出行进路径，即移出空缺或底切。因此，连接元件不再被锁止并且可以转换到第一状态。当然，可以为连接元件设有另外的促动器。

在另一个实施方案中，锁止元件可以被通过弹簧支承，并且可以被以预加载力沿连接元件的行进路径的方向预加载。

术语“连接元件的行进路径”应理解为该元件的如下的行进路径，即所述元件被以可移动的方式支承并且在从第一状态变为第二状态或返回第二状态时改变其位置，以在正极电力连接部和负极电力连接部之间形成或断开电接触。

预加载力将锁止元件移动到不受控的状态的位置。在不受控的状态中，闭锁元件锁止连接元件。因此，不需要主动控制来防止正电力连接部和负电力连接部之间的电连接。

因此，为了将闭锁元件移出连接元件的行进路径，必须对闭锁元件进行主动控制。因此，为了接通正电力连接部和负电力连接部之间的电连接，必须首先主动控制闭锁元件，并且然后控制连接元件，以使其转换到第一状态。

应理解的是，锁止元件的移动方向例如可以垂直于连接元件的或连接元件的对应的部件的行进路径。

在另一实施方案中，闭锁元件可以具有促动器，所述促动器可以被设计为在受控的状态中将锁止元件移出连接元件的行进路径。

促动器可以是能够移动锁止元件的任何类型的可电控的促动器。这样的促动器可以例如是线圈。促动器的其他可能的形式例如是电动马达(例如伺服器等)。此外，可以使用由双金属制成的元件，所述元件在通电时发热并且变形。

促动器特别地可以是可逆的促动器。可逆的促动器应理解为是指，所述促动器在无电流或不受控的状态中不将锁止元件主动制动或锁止。因此，在促动器的不受控的状态中，被由弹簧力预加载的锁止元件可以被弹簧力压入或移动到其静止位置。

在一个实施方案中，可以将锁止元件设计为所述锁止元件在不受控的状态中能够使连接元件从第一状态转换到第二状态。

连接元件的第一状态表征了开关元件的如下状态，即其中正电力连接部和负电力连接部相互电联接。第二状态表征了开关元件的如下状态，即其中正电力连接部和负电力连接部不相互电联接，即没有电流可流过。

如上文已提及，闭锁元件或锁止元件可以在不受控的状态中形状配合地接合到连接元件中。因此防止了连接元件移动到第一状态。

但是，在例如开关设备的控制故障时，应可靠地断开正电力连接部和负电力连接部之间的电气连接。为此，根据闭锁元件或锁止元件的设计可能需要将其移出连接元件的行进路径。替代地，连接元件和闭锁元件或锁止元件必须被构造为使得连接元件即使在闭锁元件的不受控的状态中也继续保持能够移动到第二状态中。

这可以例如通过在连接元件和/或在闭锁元件上设有对应的作用面来保证，例如设有相互倾斜的面(例如，相对于连接元件的移动方向倾斜的面)。连接元件和闭锁元件可以在此作用面上相互滑动。因此，例如连接元件克服弹簧力使闭锁元件移动，所述弹簧力将闭锁元件预加载。如果连接元件然后处于第二状态，则闭锁元件或锁止元件可以滑回到不受控的状态。

在另一实施方案中，连接元件可以具有弹簧加载的电枢，所述电枢在第一端具有用于连接正电力连接部和负电力连接部的动触点，并且在第二端具有底切，特别是蘑菇头。此外，弹簧力可以被设计为将电枢拉入到第二状态，在第二状态中，正电力连接部和负电力连接部相互电隔离。闭锁元件可以具有弹簧加载的棘爪，所述棘爪被由弹簧力沿蘑菇头的方向预加载，并且在闭锁元件的不受控的状态和连接元件的第二状态中与蘑菇头形状配合地接触并且锁止蘑菇头。此外，闭锁元件可以具有电磁体或励磁线圈，其可以被设计为在受控的状态中将棘爪从蘑菇头的行进路径中拉出。

连接元件可以例如被设计成与电枢类似，如应用于常规的高压继电器中的电枢。但是，这样的电枢不能被固定。

因此，根据本发明的开关设备的电枢可以设有底切。例如具有蘑菇头的形状的这种底切用于形状配合地通过闭锁元件固定电枢。如果闭锁元件接合到底切中，则闭锁元件可靠地防止了电枢的移动。

连接元件和闭锁元件分别可以设有电促动器，例如电磁体或励磁线圈。

在电磁体被控制时，电枢可以通过此电磁体移动到第一位置。在电磁体不受控时，通过弹簧力自动将电枢移动到第二位置。

这适用于棘爪，在对应的电磁体被控制时，棘爪被移出电枢的行进路径，而在对应的电磁体不被控制时，棘爪被弹力移动到电枢的行进路径内，以防止其移动到第一状态。

在另一个实施方案中，蘑菇头可以被设计为使得在电枢从第一状态移动到第二状态时，蘑菇头的尖端移动经过棘爪，并且在棘爪处于不受控的状态时，蘑菇头的相对于移动方向倾斜的外表面推回棘爪。

如果电枢的端部被构造为蘑菇头，则电枢将从底切开始向端部渐缩。因此，蘑菇头的锥形的外表面形成相对于电枢的运动方向倾斜的面。在从第一位置移动到第二位置时，此倾斜的面可以因此在棘爪上沿棘爪滑动并且将棘爪推回。如果蘑菇头的外周部经过棘爪，则蘑菇头又可以行进到不受控的位置，并且形状配合地锁止电枢。

因此，带有蘑菇头的电枢的这种构造即使在棘爪不受控的情况中也能够使电枢行进到第二位置。

在另一种实施方案中，开关设备可以具有状态传感器，所述状态传感器可以被设计为用于检测连接元件和/或闭锁元件的状态，并且输出对应的传感器信号。

状态传感器可以被设计为机械传感器，例如基于开关的传感器，或非接触式传感器，例如霍尔传感器等。

以此状态传感器，可以检测例如闭锁元件的位置，并且可以对应地执行连接元件的控制或错误识别。附加地或替代地，也可以检测连接元件的位置。关于闭锁元件和/或连接元件的状态的信息可以例如传输到控制单元，所述控制单元产生用于闭锁元件和连接元件的控制信号。

在另一实施方案中，开关设备可以具有控制电子器件，所述控制电子器件可以被设计为用于基于对应的输入信号来控制连接元件和/或闭锁元件。

控制电子器件可以具有无源电路，所述无源电路例如具有电容器、二极管、线圈等。提供给闭锁元件的促动器或连接元件的促动器的控制信号可以通过控制电子器件传递到相应的促动器。因此，以此电路例如抑制了过电压和其他干扰，并且将调试后的控制信号传递到闭锁元件的促动器或连接元件的促动器。

控制电子器件的输入信号可以例如使用电压信号，即带有预定电压值的信号，以用于控制相应的促动器。在此，可以为每个促动器提供单独的输入信号。

应理解的是，状态传感器的信号可以从状态传感器直接输出。替代地，控制电子器件可以具有用于传感器信号的信号处理并且输出所述传感器信号。

在一种实施方案中，控制电子器件可以具有单独的信号输入，通过所述信号输入可以提供单独的控制信号以用于接通正电力连接部和负电力连接部之间的电连接。

在此实施方案中，控制电子器件可以从单独的控制信号中产生两个信号，其中，信号相应地控制闭锁元件的促动器或连接元件的促动器。特别地，在此实施方案中，控制电子器件可以具有延迟构件，所述延迟构件将用于连接元件的促动器的信号相对于用于闭锁元件的促动器的信号延迟。以此方式，确保了连接元件在其促动器被控制之前被释放。作为延迟构件，例如可以设有电容器电路，所述电容器电路延迟用于连接元件的促动器的信号的电压上升。当然，也可以替代地设置数字电路。

在另一实施方案中，控制电子器件可以具有数字控制单元(例如，控制器)。此数字控制单元可以例如控制闭锁元件的促动器或连接元件的促动器，并且为此评估状态传感器的信号。如上所述的模拟控制信号或数字控制信号可以用作控制电子器件的输入信号。

数字控制信号可以例如是串行或并行数字信号。控制电子器件特别地可以具有总线接口，通过所述总线接口可以交换数字信号。此总线接口可以例如被设计为CAN接口、LIN接口、FlexRay接口、网络接口等。

因此，数字控制单元可以接收传感器信号并且基于传感器信号控制闭锁元件的促动器或连接元件的促动器。此外，数字控制单元可以通过数字接口输出对应的状态信息，所述状态信息例如可以被车辆内的控制装置评估。

附图说明

下文中通过参考附图解释本发明的有利的实施例。各图为：

图1示出根据本发明的开关设备的实施例的电路框图，

图2示出根据本发明的开关设备的另一实施例的俯视图，

图3示出根据图2的开关设备的实施例的剖视图，

图4示出根据图2的开关设备的实施例的电枢的细节图，和

图5示出根据本发明的方法的实施例的流程图。

附图仅是示意性表示并且仅用于解释本发明。相同或作用相同的元件始终设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了开关设备100的电路框图。开关设备100具有正电力连接部101和负电力连接部102。开关设备100还具有连接元件103和闭锁元件104。

连接元件103被示出为处于第二状态，在所述第二状态中连接元件103不将正电力连接部101和负电力连接部102相互联接。如果将连接元件103偏置到或移动到第一状态(如箭头所示)，则连接元件103的两个触头分别靠放在正电力连接部101和负电力连接部102上，并且在其之间建立电连接。

连接元件103在与电力连接部101、102对置的端部上具有空缺105。在所图示的状态中，闭锁元件104的端部位于空缺105内，并且锁止了连接元件103的移动。

为了在正电力连接部101和负电力连接部102之间建立电连接，因此必须将闭锁元件104从连接元件103的行进路径中移除(如通过箭头所示)。虽然在图1中未明确图示，但应理解，闭锁元件104可设有促动器，所述促动器可以被控制，以从连接元件103的行进路径中移除或拉回闭锁元件104。

在释放连接元件103的移动之后，可以通过另一(未明确图示的)促动器将连接元件103偏置到第一位置，使得电力连接部101、102相互电联接。

应理解的是，电力连接部101、102、连接元件103、闭锁元件104的具体构造可以与在此所示不同。在图2至图4中详细描述了根据本发明的开关设备的可能的实施方式。

图2示出了另一个开关设备200的俯视图，其中单独的元件布置在壳体208内。在开关设备200中，闭锁元件由棘爪210形成，所述棘爪被通过两个弹簧211、212朝相对支座213的方向预加载。在相对支座213和弹簧211、212之间，连接元件的电枢216突伸通过棘爪210内的空缺。

电枢216在其端部上具有蘑菇头217。在图2中可见，棘爪210的边缘突出到蘑菇头217的底切内。因此，通过棘爪210，以形状配合的方式防止了电枢216的向下的(即，向图面内的)移动。

在开关设备200内还布置有励磁线圈214，使得在通电时励磁线圈214将棘爪210从蘑菇头217的行进路径或底切中拉出，并且因此释放蘑菇头217。如果励磁线圈214通电，则因此可以通过对励磁线圈225的对应的控制(见图3)使电枢216行进到第一位置。

设有连接端子218、219、220、221以用于控制励磁线圈214或励磁线圈225。通过这些连接端子218、219、220、221可以例如直接控制励磁线圈214、225。替代地，连接端子218、219、220、221也可以与(未分开图示的)控制电子器件联接。然后，控制电子器件可以对应于接收到的控制信号来控制励磁线圈214、225。

开关设备200还具有状态传感器215。状态传感器215用于检测棘爪210的位置。应理解的是，状态传感器215也可以附加地或替代地检测电枢216的位置。

关于棘爪210的位置的信息可以例如被传递到前述控制电子器件。在其处可以处理此信息，或例如将此信息传递到控制单元。替代地，此信息也可以直接通过连接端子218、219、220、221输出。

在四个连接端子218、219、220、221中，例如一个连接端子可以是接地连接，另一个连接端子可以是状态传感器215的数据线，再一个连接端子可以是用于励磁线圈214的控制线，并且一个连接端子可以是用于励磁线圈225的控制线。

因此，控制装置或控制单元(未明确图示)因此可以通过首先控制励磁线圈214以将棘爪210移出电枢216的行进路径来接通电力连接部201、202(参见图3)之间的电连接。然后，控制装置控制励磁线圈225，以将电枢216压到电力连接部上(参见例如图3)。

图3示出了开关设备200的沿图2所示的剖面“E”的剖视图。在剖视图中可见，壳体208被中间壁209分隔开，使得形成了两个室206、207。电力连接部201、202位于第一室206的与中间壁209对置的侧上。在第一室206内，电枢216以动触点223以可移动的方式支承，其中弹簧224布置在动触点223与中间壁209之间并且围绕电枢216。弹簧224也可以称为所谓的减震弹簧224。

为清晰起见，在有效电路图的意义上以简化的方式在图3中图示了通常存在于接触器内的构件。因此，在一个实施方案中，减震弹簧224可以被封装在矩形的金属壳体内。此金属壳体可以牢固地附接到电枢216，并且在动触点223的高度处具有长孔缺口。位于动触点223上的凸耳可以接合到此细长孔缺口内。因此，在此实施方案中，动触点223不是连续地与电枢连接，而是通过在长孔缺口内延伸的凸耳在电枢纵向方向上具有大约2mm的间隙空间。在此，动触点223被通过减震弹簧在壳体内预加载。以此构造，防止或至少衰减了在高电流负载下接通接触部时发生的接触部颤动。

在第二室207内，励磁线圈225围绕电枢216布置。为简单起见，在图3中未图示的电枢预加载弹簧可以与励磁线圈225一起布置在第二室207内。此电枢预加载弹簧可以将电枢216包围在励磁线圈225内，并且通过保护套将电枢216与励磁线圈225分开。

励磁线圈225被设计为使得在其通电时将电枢216或动触点223压到电力连接部201、202上。如果励磁线圈225不通电，则动触点223因此被自动拉回，并且电力连接部201、202之间的电接触被中断。

在图3的剖视图中，此外可见在电枢216的端部上的蘑菇头217，此蘑菇头217在所图示的电枢216的第二状态中通过棘爪210被形状配合地固定。

在图4中放大地图示了示出蘑菇头217的部分。应理解的是，所示的大小、角度和其他尺寸仅描述了实施例，并且在其他实施例中其他尺寸也是可以的。

在图4中可见，蘑菇头217是锥形的并且具有70°的锥角。锥形底面226围绕电枢216的轴227形成环。还可见，棘爪210具有用作锥形底面226的相对支座228的面。因此，在励磁线圈214的不受控的状态中，锥形底面226和相对支座228重叠，使得以形状配合的方式锁止了电枢216朝相对支座228方向的移动。

棘爪210还具有倾斜的面229，所述倾斜的面从相对支座228的端部起延伸，使得所述倾斜的面与蘑菇头217的外表面形成作用面对。如果电枢216处于第一状态而棘爪210处于不受控的状态，则蘑菇头217的外表面位于倾斜表面229上方。如果现在中断励磁线圈225的通电，则电枢216将(例如由于通过上述电枢预加载弹簧产生的力)移动回到第二位置。在此，蘑菇头217的外表面和倾斜的面229相互滑过，其中棘爪抵抗弹簧预加载力从电枢216或蘑菇头217的行进路径中被压出。如果锥形底面226经过相对支座228的边缘，则弹簧预加载力将棘爪210移动回到其初始位置。

为易于理解，在以下描述中保留了图1至图4的附图标记作为参考。

图5示出了用于对电连接进行受控切换的方法的示例性实施例的流程图。

在第一步骤“控制”S1中，为了接通电连接，控制闭锁元件104以释放连接元件103。在第二步骤“偏置”S2中，将连接元件103控制到第一状态。在此第一状态中，正电力连接部101、201和负电力连接部102、202相互电联接。

为断开电连接，在第三步骤“偏置”S3中，将连接元件103偏置到第二状态，其中，正电力连接部101、201和负电力连接部102、202相互电隔离。在第四步骤“结束”S4中，闭锁元件104的控制结束。

应理解的是，例如在电源故障或控制装置故障的情况中，可以在步骤S3之前进行步骤S4。

为了确保连接元件103被牢固地闭锁，闭锁元件104在不被控制时可以形状配合地接合到连接元件103内并且锁止连接元件103。

在控制S3时，可以将以可移动的方式支承的闭锁元件104的锁止元件移出连接元件103的行进路径。在不控制时，锁止元件被移动到连接元件103的行进路径内。

锁止元件可以例如被通过弹簧支承，并被以预加载力沿连接元件103的行进路径的方向预加载。闭锁元件104的对应的促动器214可以例如在被控制的状态中将锁止元件从连接元件103的行进路径中移出。但是，在不受控的状态中，锁止元件仍可以使连接元件103从第一状态转换到第二状态。

此外，可以以状态传感器215检测连接元件103和/或闭锁元件104的状态，并且可以输出对应的传感器信号。附加地或替代地，控制电子器件可以基于对应的输入信号来控制连接元件103和/或闭锁元件104。

由于上面详细描述的设备和方法是实施例，因此本领域技术人员通常可以在很大程度上对其进行修改，而不脱离本发明的范围。特别地，单独的元件的机械布置和相互之间的比例仅是示例性的。

附图标记列表

100、200 开关设备

101、201 正电力连接部

102、202 负电力连接部

103 连接元件

104 闭锁元件

105 空缺

206、207 室

208 壳体

209 中间壁

210 棘爪

211、212 弹簧

213 相对支座

214 励磁线圈

215 状态传感器

216 电枢

217 蘑菇头

218、219、220、221 连接端子

E 剖面线

223 动触点

224 弹簧

225 励磁线圈

226 锥形底面

227 轴

228 相对支座

229 倾斜的面

S1、S2、S3、S4 方法步骤

Claims (15)

1.一种用于对电连接进行受控切换的开关设备(100、200)，其带有：

正电力连接部(101、201)和负电力连接部(102、202)，

连接元件(103)，所述连接元件被设计为以可控的方式在第一状态中将所述正电力连接部(101、201)和所述负电力连接部(102、202)相互电联接，并且在第二状态中将所述正电力连接部(101、201)和所述负电力连接部(102、202)相互电隔离，和

闭锁元件(104)，所述闭锁元件被设计为在不受控的状态中锁止处于第二状态中的所述连接元件(103)，并且在受控状态中释放所述连接元件(103)。

2.根据权利要求1所述的开关设备(100、200)，其中，用于闭锁所述连接元件(103)的所述闭锁元件(104)形状配合地接合到所述连接元件(103)内并且将所述连接元件锁止。

3.根据前述权利要求中任一项所述的开关设备(100、200)，其中，所述闭锁元件(104)具有能够以可移动的方式支承的锁止元件，所述锁止元件以受控的方式能够移动到所述连接元件(103)的行进路径内和/或移出所述连接元件(103)的行进路径。

4.根据权利要求3所述的开关设备(100、200)，其中，所述锁止元件被通过弹簧支承，并且以预加载力沿所述连接元件(103)的行进路径的方向预加载。

5.根据前述权利要求3或4所述的开关设备(100、200)，其中，所述闭锁元件(104)具有促动器(214)，所述促动器(214)被设计为在受控的状态中将所述锁止元件移出所述连接元件(103)的行进路径。

6.根据前述权利要求中任一项所述的开关设备(100、200)，其中，将所述锁止元件设计为使所述锁止元件在不受控的状态中能够使所述连接元件(103)从所述第一状态转换到所述第二状态。

7.根据前述权利要求中任一项所述的开关设备(100、200)，其中，所述连接元件(103)具有弹簧加载的电枢(216)，所述电枢在第一端具有用于连接所述正电力连接部(101、201)和所述负电力连接部(102、202)的动触点(223)，并且在第二端具有底切，特别是蘑菇头(217)，其中，弹簧力被设计为将所述电枢(216)移动到第二状态，在所述第二状态中所述正电力连接部(101、201)和所述负电力连接部(102、202)相互电隔离，

其中，所述闭锁元件(104)具有弹簧加载的棘爪(210)，所述棘爪被由弹簧力沿所述蘑菇头(217)的方向预加载并且被设计成在所述闭锁元件(104)的不受控的状态下与所述蘑菇头(217)形状配合地接触并且锁止所述蘑菇头(217)，并且

其中，所述闭锁元件(104)具有电磁体，所述电磁体被设计为在受控的状态中将所述棘爪(210)从所述蘑菇头(217)的行进路径中拉出。

8.根据权利要求7所述的开关设备(100、200)，其中，所述蘑菇头(217)被设计为使得所述蘑菇头(217)的尖端在所述电枢(216)从第一状态移动到第二状态时移动经过所述棘爪(210)，并且在所述棘爪(210)处于不受控的状态时，将所述蘑菇头(217)的相对于移动方向倾斜的外表面推回所述棘爪(210)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的开关设备(100、200)，其中，所述开关设备带有状态传感器(215)，所述状态传感器被设计为用于检测所述连接元件(103)和/或所述闭锁元件(104)的状态，并且输出对应的传感器信号。

10.根据前述权利要求中任一项所述的开关设备(100、200)，其中，所述开关设备带有控制电子器件，所述控制电子器件被设计为基于对应的输入信号来控制所述连接元件(103)和/或所述闭锁元件(104)。

11.一种用于对电连接进行受控切换的方法，所述方法具有以下步骤：

控制(S1)闭锁元件(104)以释放连接元件(103)并且将所述连接元件(103)偏置(S2)到第一状态，在所述第一状态中将正电力连接部(101、201)和负电力连接部(102、202)相互电联接以接通电连接，和

将所述连接元件(103)偏置(S4)到第二状态，在所述第二状态中将所述正电力连接部(101、201)和所述负电力连接部(102、202)相互电隔离并且结束(S3)对于所述闭锁元件(104)的控制，以断开电连接。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述闭锁元件(104)在不受控制时形状配合地接合到所述连接元件(103)内并且锁止所述连接元件(103)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述闭锁元件(104)的以可移动的方式支承的锁止元件在受到控制时从所述连接元件(103)的行进路径移出和/或在不受控制时移动到所述连接元件(103)的行进路径内，

其中，所述锁止元件被尤其是通过弹簧支承并被以预加载力沿所述连接元件(103)的行进路径的方向预加载，并且其中所述闭锁元件(104)的促动器(214)在受控的状态中将所述锁止元件从所述连接元件(103)的行进路径移出。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述锁止元件在不受控的状态中使所述连接元件(103)能够从第一状态转换到第二状态。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，以状态传感器检测所述连接元件(103)和/或所述闭锁元件(104)的状态，并且输出对应的传感器信号；和/或

其中，控制电子器件基于对应的输入信号控制所述连接元件(103)和/或所述闭锁元件(104)。

Images