CN113366598A - 电气常开触点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气常开触点，其包括：第一电气连接部(4a)和第二电气连接部(4b)；与该第一连接部电连接的第一接触元件(6a)；与该第二连接部电连接的第二接触元件(6b)；连接元件(8)，利用该连接元件可以在两个接触元件之间建立电连接；以及实现接触元件和连接元件之间的相对运动的驱动器(10)，其中该连接元件(8)或接触元件(6a，6b)至少部分地由导电的多孔金属形成。

Description

电气常开触点

技术领域

本发明涉及一种电气常开触点，尤其用于机动车辆导线，尤其是机动车辆电源线，例如电池导线，例如电池-马达导线，电池-启动器导线、电池-发电机导线或启动器-发电机导线。

背景技术

在汽车应用以及其他应用中，安全要求变得越来越严格。尤其是在高电流时，出于安全原因，有必要在发生故障时安全断开。必须安全保护用户、乘客和帮助者免受电击。

在电压有时超过1000V且同时具有高电流的高压应用中，例如汽车传动系统中的应用，可靠的开关对于在发生故障或碰撞时确保可靠的个人保护是必要的。一种可能的安全方案是通过电气常开触点使导电部件短路。通过常开触点引起的短路会在短路的后方断开车载电源。同时，短路的优点是不需要在负载下进行开关，在负载下总是存在电弧危险，从而导致出现继续流动的电流的危险。此外，常开触点可以设计成不可能切换复位，从而保证永久保护。

发明内容

本发明基于为安全相关系统提供电气常开触点的目的，该常开触点可靠地闭合并且难以切换复位。

该目的通过根据权利要求1的电气常开触点解决。

为了将电气常开触点连接到电路，例如连接到机动车辆导线或机动车辆电源线，其至少具有第一和第二电连接部。各相应的电连接部可以形成为接线片、连接栓、螺钉连接部、压接连接部、圆形导线或扁平导线。电气常开触点可以封装在单独的壳体中，并且连接部可以从该壳体中引出。

此外，电气常开触点具有与第一连接部电连接的第一接触元件，和与第二连接部电连接的第二接触元件。电接触元件在断开位置彼此绝缘并且在空间上分开。接触元件优选地布置在电气常开触点的壳体内部。

设置连接元件用于使两个接触元件彼此接触。连接元件由导电材料制成并且可以与两个接触元件同时接触，由此通过接触元件产生短路，从而实现电气常开触点的闭合位置。

为了使连接元件与接触元件接触，接触元件中的至少一个相对于连接元件进行相对运动，尤其是平移运动。在断开位置，连接元件与接触元件中的至少一个在空间上分离并且在两个接触元件之间以及接触元件中的至少一个与连接元件之间没有任何电连接。在断开位置，优选没有接触元件与连接元件连接。然而，在断开位置，接触元件中的一个与连接元件连接并且第二接触元件与其电隔离也是可能的。在这种情况下，接触元件和连接元件之间的相对运动使得第二接触元件相对于连接元件运动。然而，连接元件也可能相对于接触元件中的至少一个移动。

如果连接元件和一个或两个接触元件相对于彼此移动，则在接触元件和连接元件之间发生机械和电接触，并且连接元件在两个接触元件之间形成短路。

包围连接元件的导电材料提供良好的防复位保护，同时重量轻。这种材料可以是多孔材料。这可以是粉末或多孔泡沫的形式。该材料也可以是糊状或液体。该材料优选是金属材料。该材料是导电的。

建议连接元件和/或接触元件至少部分地由导电材料形成。接触元件中的至少一个可侵入连接元件的材料中，从而在闭合位置形成短路。连接元件也可以侵入接触元件的导电材料中，从而在闭合位置形成短路。在下文中，术语侵入和浸入可以同义地理解。下面，会在多个位置说明多孔材料。这些说明内容相应地也适用于糊状、液体或粉状材料。例如，液态金属可以是汞。

根据一个实施例提出，通过接触元件中的至少一个和连接元件之间的相对运动，接触元件中的至少一个、优选两个浸入连接元件的导电材料中，或连接元件浸入接触元件中的至少一个的导电材料中。浸入可以理解为机械侵入，尤其是以刺入或钉入的形式。通过接触元件或连接元件的相应设计，可以促进到导电材料中的侵入。

在进行侵入的元件和被侵入的元件之间进行连接。侵入的元件可以是接触元件中的至少一个并且被侵入的元件在这种情况下是连接元件。侵入的元件可以是连接元件并且被侵入的元件在这种情况下是接触元件中的至少一个。被侵入的元件可以至少部分地由导电材料制成。

为了防止已经侵入的元件松动，建议侵入元件形成有底切和/或形成为钩形和/或形成有逆着侵入方向加宽的倒钩。侵入元件可以是侵入连接元件中的接触元件之一或浸入至少一个接触元件中的连接元件。

在结束位置，即当至少一个接触元件和连接元件之间的相对运动结束时，接触元件中的一个或两个可以被连接元件的导电材料围绕包围，或者连接元件可以被至少一个接触元件的导电材料围绕包围。这里，尤其是分别侵入的元件的端部区域优选被导电材料完全包围。在已经侵入的元件和导电材料之间存在机械和电连接。优选地，两个接触元件都侵入连接元件的导电材料中。然而，如果在断开位置中，接触元件之一和连接元件之间已经存在电连接，则也可以只有接触元件之一侵入导电材料中。

在相反的情况下，其中至少一个，优选两个接触元件由导电材料形成或具有导电材料，建议已经侵入导电材料中的连接元件由接触元件中的至少一个的相应的导电材料围绕包围。尤其建议连接元件的相应端部区域被相应的导电材料完全包围。

围绕包围可以理解为，侵入元件沿着外周完全被导电材料包围并且以围绕的方式与其接触。端部区域可以是侵入元件的端面和背离端面的表面。侵入深度可以在几mm到几cm之间。到导电材料中的侵入深度越大，则接触面越大，从而连接元件和接触元件之间的导电率或电导越大。

根据一个实施例，建议导电材料是多孔金属，尤其是开孔或闭孔的金属泡沫，尤其由铝材料或铜材料制成。如果在下文中提及泡沫或金属泡沫，则总是可以理解为多孔金属，其中在这种情况下，泡沫仅被理解为多孔金属的一个实施例。

根据一个实施例，多孔金属具有介于0.2mm和0.4mm之间的平均孔径。孔径越小，多孔金属越致密，并且多孔材料与侵入其中的元件和被侵入的元件之间的接触面积越大。

如已经说明的，接触元件侵入连接元件中，或反之。为了便于侵入，侵入元件具有突棘形的几何形状，例如锥形。建议接触元件的尖端指向连接元件，或者连接元件的端部的尖端指向相应的接触元件。各个相应尖端优选地形成为突棘的形状。侵入元件也可以形成为切削刃的形状。

通过借助于驱动器的加速将尖端驱动到多孔金属中，从而产生电气和机械接触。由于金属的多孔性，侵入是可能的，同时实现了大的保持力。

根据一个实施例，建议接触元件与连接部一体地形成。因此，直接将连接部驱动到导电材料中。

根据一个实施例，建议连接元件形成为导体桥并且通过相对运动使得连接元件浸入到接触元件的导电材料中。在此应当注意，如果仅有连接元件的一端浸入到一个接触元件中并且连接元件的另一端已经与另一接触元件连接，则也可以已经足够。这适用于所有实施例。

根据一个实施例，建议导电材料完全被壳体包围。然而，还优选的是，在导电材料的表面上布置绝缘材料，接触元件中的至少一个或连接元件侵入其中。这种绝缘层可防止例如通过振动产生的不期望的接触。需要足够大的力来穿透绝缘层或壳体。该力通过借助于驱动器产生的加速度来施加。在浸入时，通过驱动器加速，连接元件或接触元件突破壳体壁。

壳体优选由绝缘材料制成，从而避免无意接触。

根据一个实施例提出，在浸入之后导电材料完全包围连接元件和/或接触元件，并且由此在连接元件或接触元件与导电材料之间形成力配合连接。

驱动器是电气的、机电的、磁的、烟火的或类似的。机电驱动器尤其可以是能够电触发的弹簧驱动器。磁驱动器尤其可以是继电器驱动器。烟火驱动可以借助于烟火点火器实现，其可以由电点火脉冲触发。

多孔金属可以以不同的方式制造，其中尤其利用发泡剂的发泡来制造多孔金属。金属粉末的烧结也可产生多孔材料。将发泡剂引入金属粉末中并且对金属发泡剂混合物进行处理，尤其是加热，由此发泡剂释放气体并起泡并由此形成孔隙。也可以在浇铸过程中形成金属和盐的混合物，然后将盐洗掉，剩余的金属基质形成多孔金属。

附图说明

在下文中，借助于示出实施例的附图更详细地解释本发明。图中：

图1a示出了根据第一实施例的处于断开位置的常开触点；

图1b示出了处于闭合位置的图1a所示的常开触点；

图2a示出了根据一个实施例的处于断开位置的常开触点；

图2b示出了处于闭合位置的图2a所示的常开触点；

图3a示出了根据一个实施例的处于断开位置的常开触点；

图3b示出了处于闭合位置的图3a所示的常开触点。

具体实施方式

图1a示出了具有第一连接部4a和第二连接部4b的常开触点2。连接部4a、b可以形成为平坦部件或圆形部件。连接部4a、b尤其可以形成为接线片、接线柱、压接连接部、钎焊连接部、熔焊连接部或类似结构。连接部4a、b可以是双金属的或由一种金属制成。连接部4a、b尤其可以由铜材料或铝材料形成。

接触元件6a、6b可以与连接部4a、b一件式设置，或仅与其电接触。接触元件6a、b可由与连接部4a、b相同的金属或不同的金属制成。接触元件6a、6b可以以金属涂覆。接触元件6a、b尤其可以由铜材料或铝材料制成。

接触元件6a、b可以在端面侧形成为突棘的形状并且指向连接元件8的方向。

连接元件8可以具有壳体8a和布置在该外壳8a中的金属泡沫8b。金属泡沫8b在下面作为多孔金属的代表进行说明，因此下面的说明也适用于任何其他多孔金属。

壳体8a由绝缘材料制成，尤其是塑料，并且优选完全包围金属泡沫8b。在连接元件8的背离接触元件6a、b的一侧上，可以设置呈点火器(Zündpille)形式的驱动器10。电脉冲可以通过点火线12触发驱动器10，于是气压将连接元件朝接触元件6a、b的方向加速。

在图1a所示的实施例中，连接元件8可移动地布置在通道14中并且尤其可以在通道14中沿移动方向16移动。连接元件8在通道14中沿移动方向16的移动由驱动器10触发。

在触发情况下，点火脉冲通过点火线12传输并且驱动器10启动。通过所产生的气压，连接元件8沿移动方向16移动。连接元件8的冲击足够大，使得接触元件6a、b穿透壳体8a并侵入金属泡沫8b中。在接触元件6a、b的端面端部与金属泡沫8b之间形成机械和电连接。经由泡沫金属8b在接触元件6a、b之间形成短路并且常开触点2处于闭合位置。

连接元件8在该闭合位置保持不动。由于接触元件6a、b的尖端被金属泡沫8b完全机械包围，连接元件8牢固保留在接触元件6a、b上并且防止复位。也可以在接触元件6a、b的尖端上布置倒钩或底切(未示出)，以防止连接元件8逆着方向16移动。

图2a示出了另一实施例，其中接触元件6a以可绕着轴6c围绕连接元件4b枢转的方式安装。接触元件6a与连接元件8相连，尤其是与金属泡沫8b相连。连接元件8连同金属泡沫8b不可分离地布置在接触元件6a处，例如通过金属泡沫8b与接触元件6a的表面材料配合的接合。

驱动器10'由弹簧形成，该弹簧例如可以电磁释放。

在触发的情况下，驱动器10'由点火脉冲触发并且接触元件6a连同连接元件8沿接触元件6b的方向加速。由于这种相对运动，接触元件6b侵入金属泡沫8b中，如图2b所示，并且在接触元件6a和接触元件6b之间形成短路。

根据另一个实施例，接触元件6a、6b也可以在朝向连接元件8方向的移动方向16上加速，如图3a、b所示。接触元件6a、b与连接部4a、b连接，使得该接触元件6a、b可在移动方向16上移动。在驱动器10和接触元件6a、b之间可设置销18，以确保接触元件6a、b的均匀加速。

在接触元件6a、b的端面端部与连接元件8之间可以设置绝缘层8c。图3a示出了常开触点2的断开位置。在触发的情况下，驱动器10被触发并且接触元件6a、b经由销18在运动方向16上朝连接元件8的方向加速。运动脉冲的大小使得接触元件6a、b穿透绝缘层8c并侵入金属泡沫8b中。图3b示出了闭合位置，在该闭合位置中，接触元件6a、b之间经由金属泡沫8b形成短路。

附图标记说明

2 常开触点

4a、b 连接部

6a、b 接触元件

6c 轴

8 连接元件

8a 壳体

8b 金属泡沫

8c 绝缘层

10,10' 驱动器

12 点火线

14 通道

16 移动方向

18 销。

Claims (13)

1.电气常开触点，尤其用于机动车辆导线，尤其是机动车辆电源线，所述电气常开触点包括

电气的第一连接部和电气的第二连接部，

与所述第一连接部电连接的第一接触元件，

与所述第二连接部电连接的第二接触元件，

连接元件，利用所述连接元件可以在两个接触元件之间建立电连接，以及

实现接触元件中的至少一个和连接元件之间的相对运动的驱动器，

其特征在于，

所述连接元件或接触元件至少部分地由导电的、多孔的材料形成，其为糊状的或者液体的。

2.根据权利要求1所述的电气开关，

其特征在于，

通过相对运动，接触元件中的至少一个浸入连接元件的导电材料中，或连接元件浸入接触元件中的至少一个的多孔金属中。

3.根据权利要求1或2所述的电气开关，

其特征在于，

浸入导电材料中的至少一个的所述接触元件被连接元件的导电材料围绕包围，尤其是至少一个的所述接触元件的端部区域被导电材料包围，尤其完全地包围，或者

浸入接触元件中的至少一个的导电材料中的连接元件由接触元件中的至少一个的相应的导电材料围绕包围，尤其所述连接元件的相应端部区域被相应的导电材料完全包围。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的电气开关，

其特征在于，

导电材料是多孔金属，尤其是开孔或闭孔的金属泡沫，尤其由铝材料或铜材料制成。

5.根据前述权利要求中任意一项所述的电气开关，

其特征在于，

多孔金属具有介于0.2mm和0.4mm之间的平均孔径。

6.根据前述权利要求中任意一项所述的电气开关，

其特征在于，

接触元件中的至少一个形成为突棘形的，并且所述接触元件的尖端指向连接元件,或者连接元件的端部形成为突棘形的并且所述连接元件的端部的尖端指向相应的接触元件。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的电气开关，

其特征在于，

接触元件中的至少一个与连接部中的至少一个一体地形成。

8.根据前述权利要求中任意一项所述的电气开关，

其特征在于，

连接元件形成为导体桥并且通过相对运动使得所述连接元件浸入到接触元件中的至少一个的导电材料中。

9.根据前述权利要求中任意一项所述的电气开关，

其特征在于，

导电材料完全被壳体包围，并且连接元件和/或接触元件在浸入导电材料中时突破壳体壁。

10.根据前述权利要求中任意一项所述的电气开关，

其特征在于，

所述壳体由绝缘材料制成。

11.根据前述权利要求中任意一项所述的电气开关，

其特征在于，

在浸入之后导电材料完全包围连接元件和/或接触元件，并且由此在连接元件或接触元件与导电材料之间形成力配合连接。

12.根据前述权利要求中任意一项所述的电气开关，

其特征在于，

驱动器是电气的、机电的、磁的、气动的和/或烟火的。

13.根据前述权利要求中任意一项所述的电气开关，

其特征在于，

所述多孔金属通过发泡剂在金属-发泡剂混合物中的发泡形成，或者通过将浇铸的金属-盐混合物中的盐洗去来形成。

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