CN105340044A - 用于电子开关元件的装置、以及开关元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电子开关元件的装置(1)，所述装置包括触头开关室(2)和布置在触头开关室(2)中的两个触头(3)。装置(1)的特征在于，两个触头(3)之间的触头开关室(2)的壁(27)具有至少一个绝缘狭槽(6)，所述至少一个绝缘狭槽具有相对于两个触头(3)之间的连接线横向地延伸的开口(7)。

Description

用于电子开关元件的装置、以及开关元件

背景技术

本发明涉及一种用于电子开关元件的装置。这种装置通常包括触头开关室和布置在触头开关室中的两个触头。以此方式构造的开关元件例如用在电动和混合动力车辆中，以切换其中发生的高电流。在这一情况下，两个触头借助于可移动桥接元件电连接到彼此。当连接分开时，由于高电流和场强度，在触头和桥接元件之间发生电弧，并且电弧会将易燃物品、特别是所述室中的塑料材料燃烧成炭黑(carbonblack)。该炭黑在室中积累，并且由于它的导电性，会导致两个触头之间的短路和蠕变(creep)电流。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于电子开关元件的装置，其中降低了触头之间蠕变电流的发生和短路的风险。

这一目的利用如下用于电子开关元件的装置实现，其中触头开关室在两个触头之间的壁具有至少一个绝缘狭槽(insulationslot)，该至少一个绝缘狭槽具有相对于两个触头之间的连接线横向地延伸的开口。

由于具有窄的开口的该狭槽状(slot-like)构造，当电弧分离时发生的压缩波几乎不能进入绝缘狭槽。此外，绝缘狭槽的深区域由较高区域屏蔽。发生的炭黑因而不能进入绝缘狭槽的深区域。由于绝缘狭槽相对于两个触头之间的连接线横向地延伸，两个触头借助于绝缘狭槽彼此绝缘。

根据本发明的解决方案能够以如下发展和实施例进一步改进，这些发展和实施例本身均是有利的，并且能够彼此自由组合。

触头开关室可以至少部分地包括塑料材料。塑料材料能够比其它材料、诸如例如陶瓷材料或者金属更易于处理。

特别地，除必要的导电部件之外，诸如触头，触头开关室可以完全地包括塑料材料。

绝缘狭槽可以至少部分地具有大致U形的横截面。这种横截面能够例如使用简单的注射成型法容易地生产。省去复杂的底切(undercut)部是可能的。利用U形的横截面，两个平行的壁面向彼此并且借助于平坦或者圆化基部相连。在替代实施例中，基部也可以在两个平行壁之间以倾斜方式延伸。

为实现更好的屏蔽和/或绝缘效果，绝缘狭槽可以在开口后方至少部分地展开。基部上和绝缘狭槽侧面上的无炭黑面由此可以更大，并且因此可以实现更高的绝缘作用。但是，以此方式构造的绝缘狭槽会更难以生产，因为例如在注射成形法中，取决于分离方向，可能需要底切部。在有利实施例中，根据本发明的装置具有沿分离方向位于具有大致U形的横截面的绝缘狭槽中的基部。在相对于分离方向沿纵向设置的侧面上，绝缘狭槽具有如下横截面，其中绝缘狭槽在开口后方扩展。

如果绝缘狭槽在开口后方扩展，绝缘狭槽的开口可形成渐缩的颈部。这种颈部能够进一步提高屏蔽和绝缘作用。在绝缘狭槽加宽之前，该颈部可以沿着绝缘狭槽更多或更少地延伸。由此颈部长度增大，压缩波的引入也能够较少。

开口的法线方向可以相对于两个触头之间的连接线横向地、特别是垂直地延伸。用这样的方式构造的开口由此不直接面向触头。由此，开口对于压缩波提供了小的接合面，并且压缩波或者灰尘更不易于被引入到开口中。

开口的法线方向可以相对于开口和触头之间的连接线横向地、特别是垂直地延伸。在本实施例中，开口同样对于起源于触头的压缩波提供了小的接合面，由此压缩波和炭黑较不易于引入到开口中。

开口的法线方向可以特别地还背离触头。屏蔽效果由此被进一步改进。但是，该法线方向通常则面向另一触头。因此，在这一情况下有利地，附加屏蔽元件、诸如突出部或者壁被设置在另一触头和开口之间。

在有利实施例中，至少一个绝缘狭槽在两个触头之间沿着壁围绕连接触头的线延伸。两个触头由此能够以有效方式彼此分离。在这一情况下，特别有利地，绝缘狭槽被配合在各侧面上。由于位于相对的侧面上的绝缘狭槽，实现了触头相对彼此的良好分离。

可以设置多个绝缘狭槽。这些绝缘狭槽可以平行于彼此延伸。

在有利实施例中，设置连续的绝缘狭槽。特别地，连续的绝缘狭槽可以以环状和/或闭合方式绕两个触头之间的连接线延伸。由于触头开关室的外罩可由桥接元件屏蔽，因此绝缘狭槽、特别是连续的绝缘狭槽仅在基部上和在侧面处延伸、且因此整体上以U形的方式延伸是足够的。

为选择性地累积所产生的炭黑，且由此将炭黑保持为在其它区域中较低，触头开关室的壁且特别地基部可以具有宽的收集槽，该收集槽在两个触头之间横向地延伸。

收集槽可以位于触头和绝缘狭槽之间。绝缘狭槽由此被良好地屏蔽，并且产生的炭黑由电弧爆裂时在触头附近发生的压缩波载运到收集槽中，而不是到绝缘狭槽中。特别地，收集槽可以并入绝缘狭槽，例如通过台阶实现。这使得简单生产成为可能。

收集槽的内壁，即位于收集槽的较接近触头的一侧上的壁，能够围绕触头延伸。由此能够确保收集槽执行它的功能，而与电弧背离触头延伸的方向无关。为确保始终发生均匀磨损，并且收集槽在一部位处不被炭黑堆覆盖，收集槽可以围绕触头以均一的间隔延伸，例如，在圆形或者同心方式。由于电弧大多数仅在特定角度范围内移动，收集槽的位于收集槽较接近触头一侧上的内壁仅围绕触头部分地延伸是足够的。特别地，这可以是在两个触头之间的区域中。

在收集槽的有利实施例中，收集槽的边缘、即位于较接近触头的一侧上的边缘，具有倒棱部或者圆化部分。与具有直角或者锐角或者带有锐缘的边缘相反，倒棱部或者圆化部分上的材料是电弧非常难以消耗的。由此降低了炭黑的发生。在电弧附近发生的其它边缘也可以被圆化，或者具有倒棱部。倒棱部是有利的，因为与圆化部分相比，它能够更易于生产。

触头开关室可以借助于分隔壁而被子划分(sub-divided)为两个部分室，该分隔壁从基部伸出到触头开关室中，每个部分室具有绝缘狭槽。分开的绝缘狭槽由此关联于各触头。这增大绝缘作用。部分室可以彼此连接。分隔壁进一步增大了两个触头之间的蠕变路径，由此两个触头被更好地彼此分隔。尤其是，因为炭黑沉积在基部上，分隔壁从基部伸出到触头开关室中。在这一情况下桥接元件可以在分隔壁之上延伸。分隔壁可以仅仅是半高的，以不会限制桥接元件的可动性。另外，分隔壁也可以从侧面凸出到触头开关室中。但是在这一情况下，并不旨在限制桥接元件可动性。

绝缘狭槽可以借助于分隔壁彼此分隔。它们可以特别地接合分隔壁和/或并入分隔壁。由此，促进了生产。

每一触头可具有触头承载部，所述触头承载部具有触头板和相对于触头板加宽的基部。在生产期间，例如在使用注射成型法的生产期间，基部可以有利地用作密封件。用于例如不具有良好焊接趋势的金属的更好接触的接触片可以配合到触头板。收缩或者坍缩部分可以设置在基部和触头板之间，也就是说，该位置处的触头较薄。由此在移动期间，能够将电弧阻碍为从触头板朝向基部减弱。

该装置可以包括灭弧磁体(blowmagnets)，该灭弧磁体产生垂直于触头方向和两个触头的连接线的磁场(强度)。由于洛伦兹力，电弧选择性地被以向内或者向外方向重定向。

该装置可以包括关于触头彼此相对的至少两个灭弧磁体，灭弧磁体以磁性传导方式借助于磁通传导金属片材彼此连接，特别地以便接通通过触头室导引的磁路。利用该装置，触头室中的、特别是触头附近的磁场(强度)，且因此灭弧效果得以增强。

该装置可以包括带有磁轭的电磁线性驱动器。在这一情况下，磁通传导金属片材、特别是通过触头开关室导引的磁路的磁通传导金属片材，可以连接到电磁线性驱动器的磁轭，且由此位于电磁线性驱动器的磁路中。该实施例是更节约空间的，因为现在已经存在的部件执行双重功能。

触头开关室的材料，特别是当材料是塑料材料时，可以容纳附加物。这些附加物可以例如是阻燃剂。特别是，也可以容纳硬气。它们以低温约束在材料中，且通过产生电弧时的高温释放。由此增大了触头开关室中的压力，并且限制了电弧的空间扩展。

附图说明

本发明以下文参考作为举例的有利实施例和附图来说明。所述实施例仅是可能的构造，但是，其中各个特征如上所述可以彼此独立地组合或者省略。在不同附图中，相同附图标记标志相同对象。

在所述附图中：

图1是根据本发明的装置的示意性透视图；

图2是通过根据本发明的装置的示意性纵向截面；

图3是根据本发明的装置的示意平面图；

图4是根据本发明的装置的示意性剖面图；

图5是通过根据本发明的装置的示意剖视截面图；

图6是根据本发明的装置的示意性透视图；

图7是图6的装置的示意性侧视图。

具体实施方式

图1示出了用于电子开关元件的装置1。它包括触头开关室2和布置在触头开关室2中的两个触头3。借助于桥接元件10(图1未示出)，两个触头3能够连接到彼此，以便电流能够流动。这种开关元件例如可以用在电动或混合动力车辆，以切换高电流。

所示的触头开关室2大部分包括塑料材料。它是注射成型部件。导电元件，诸如触头3，用塑料材料浇铸成型。

当触头3和桥接元件10之间的连接分开时，在中间空间中产生电弧，电弧作用于触头开关室2的塑料材料且使其燃烧而形成炭黑。当电弧分离时，在触头开关室2中产生压缩波，压缩波将炭黑分布在室中。为阻止包含碳的炭黑导致两个触头3之间的电连接，基部4以及均构成壁27的触头开关室2的侧面5在两个触头3之间具有两个绝缘狭槽6，绝缘狭槽6的开口7相对于两个触头3之间的连接线横向地延伸。由于窄的开口7，电弧分离时产生的压缩波不能被引入绝缘狭槽6的深区域。此外，开口7的边缘屏蔽深区域，从而没有炭黑积累在深区域中。因此，在绝缘狭槽6的深区域，打断了两个触头3之间因炭黑产生的电连接。由此，阻止了两个触头3之间的短路和蠕变电流。

由于分隔壁9，触头开关室2子划分为两个部分室。这些部分室连接到彼此。每一部分室8具有绝缘狭槽6。绝缘狭槽6直接融入分隔壁9，也就是说，绝缘狭槽6的壁同时形成分隔壁9的一部分。

分隔壁9进一步增大了两个触头3之间的蠕变路径。这进一步增大了绝缘作用。分隔壁9背离基部4延伸，并且伸出到触头开关室2中。分隔壁9仅是半高，以不限制桥接元件10的可动性。它也不从侧面5凸出到触头开关室2中，同样是为了不限制桥接元件的可动性。此外，炭黑渐增地积累在基部上，由此在这一情况下，分隔壁9是特别有利的。

绝缘狭槽6在两个触头3之间沿着壁、即沿着基部4和侧面5绕连接触头3的线延伸。绝缘狭槽在基部4上、在侧面5处以及在两者之间是连续的。由此实现了周向绝缘效果，因为绝缘狭槽6的大致U形的路径将两个触头3相对彼此分离。在向上方向上，不需要绝缘狭槽6，因为在这一区域布置有桥接元件10，桥接元件10屏蔽位于其之上的区域。

图2是带有桥接元件10的通过图1的装置1的纵向横截面。为产生两个触头3之间的电连接，桥接元件10沿接触方向K移动到触头3上。这能够借助于驱动器(在此未示出)执行。为阻止焊接，包括不具有焊接趋向的材料的接触片12配合到接触板11。相应的触头对接件13布置在桥接元件10上。在下端处，触头3均具有基部14，基部14构造为相对于触头板11较宽。如果装置1已经通过注射成型法生产，基部14可以充当密封件。塑料部件围绕基部14注射成型。作为所述使用注射成型法生产的替代，触头3也可以被按压在塑料材料中，或者被旋接到塑料材料。其它的固定可能性也可以构思到。

在触头板11和加宽的基部14之间是收敛段22，收敛段22使得电弧更难以从触头板11移动到基部14上。

绝缘狭槽6在基部4的区域中具有大致U形的横截面。由此，它们特别地易于通过注射成型法生产，其中触头开关室2从相应模具沿拔出方向E拔出。绝缘狭槽均由两个内壁16和基部17划界。这些均以平面方式延伸。在替代实施例中，内壁16并且特别是基部也可以构造为是平面的。此外，特别地，基部17相对于内壁16不可能成直角，但能够例如以倾斜方式延伸。

装置1进一步具有两个收集槽18，收集槽18用以在这一区域中以选择性方式收集炭黑，并将其保持为特别地离开绝缘狭槽6。收集槽18均布置在绝缘狭槽6旁边，且经由台阶19直接融入其中。收集槽18均位于触头3和绝缘狭槽6之间。绝缘狭槽6因此位于(当从触头3看时)收集槽18后方，并被收集槽18屏蔽。收集槽18均在位于较接近触头的一侧上的边缘处具有倒棱部20。这减小了炭黑的形成，因为与尖角或者边缘相比，倒棱部或者圆化部分更难以被电弧燃烧成为炭黑。

图3是装置1的平面图。收集槽18均部分地围绕触头3延伸。在中心处，收集槽18的较接近触头3的内壁21以均一间隔围绕触头3延伸。由此，在触头3分离时，电弧可以始终相对触头3具有大致相同的间隔。

绝缘狭槽6在侧面5中具有与在基部4处的横截面不同的横截面。在侧面5处，绝缘狭槽6在开口7后方扩展。因此在这一区域，存在比开口7区域中更大的横截面。内壁的长度由此增加，特别是在背离开口7的区域中，并且再次改进了绝缘狭槽6的绝缘效果。另外，屏蔽效果由此也得到改进。但是，与绝缘狭槽6的U形的实施例相比，如在基部4显现的，这样的实施例更难以生产。在所示的示例中，但是，绝缘狭槽6在平行于拔出方向E的侧面5处延伸，其中触头开关室2在注射成型操作之后沿拔出方向E从模具拔出。由此，生产是简单的。

开口7形成渐缩的颈部28，渐缩的颈部28能够更大或更小程度地延伸到绝缘狭槽6中。随着颈部28变长，位于其后的中空空间中的压缩波能够以渐增方式衰减。

绝缘狭槽6的开口7的法线方向N相对于两个触头3之间的连接线垂直地延伸。在侧面5的区域中的法线方向N大致平行于基部4，并且垂直于接触方向K和拔出方向E。在基部4的区域中，法线方向N平行于接触方向K和拔出方向E。由于这一实施例，最小化了开口7的收集效果。

图4是通过装置1的横截面。在触头3旁边布置有关于触头3成对地面向彼此的灭弧磁体23。灭弧磁体23产生磁场(强度)，该磁场(强度)相对于桥接元件10被施加到触头的接触方向K地施加在触头3的区域中，并且相对于两个触头3之间的连接线垂直地延伸。在电连接分离时发生的电弧以选择性方式通过磁场(强度)背离接触片12沿向内或向外方向移动。在这一情况下，其增大且最终分离。布置在侧面5处的两个灭弧磁体23借助于磁通传导金属片材24连接到该侧面。

图5示出了灭弧磁体23在上侧处借助于附加的磁通传导金属片材25进一步彼此连接。磁场(强度)由此形成通过触头开关室2导引的磁路。由于经由磁通传导金属片材24、25的联接，触头开关室2中的、特别是在触头3的区域中的磁场(强度)M特别地强，并且磁场(强度)M的消弧效果是特别良好的。

为了将上部磁通传导金属片材25磁性地连接到横向的磁通传导金属片材24，其因此关于磁通传导金属片材24的两个水平上缘26设置。这允许简单的组装。为防止就公差而言的静不定，上部磁通传导金属片材25关于水平上缘26以小间隙尺寸设置。图6示出了进一步具有另一磁轭30的装置1，该另一磁轭30例如用于电磁线性驱动器(未示出)，使桥接元件在接触方向K上移动。还能够进一步看出，上部磁通传导金属片材25连接到磁轭30，由此位于用于桥接元件10的电磁线性驱动器的磁路中。磁通传导金属片材25由此要求用于电磁线性驱动器的磁路，且额外地用于灭弧磁体的磁场(强度)M。本实施例是特别空间节约的，因为灭弧磁体回路使用已经存在的驱动***的铁部件。此外，横向的磁通传导金属片材24由此可以构造为是平面的。

图7是图6的装置的侧视图。能够看出，磁通传导金属片材25相对于磁通传导金属片材24的水平上缘26以小间隙设置。但是，磁通传导金属片材也可以与磁通传导金属片材24的上缘26邻接。

触头开关室2的材料，特别是塑料材料，可以容纳附加物。特别是，可以在材料中整合硬气体，硬气体通过电弧加热转换成为气态，由此增大触头开关室2中的压力。电弧的空间扩展由此受限。

附图标记列表

1装置

2触头开关室

3触头

4基部

5侧面

6绝缘狭槽

7开口

8部分室

9分隔壁

10桥接元件

11触头板

12接触片

13触头对接件

14基部

16绝缘狭槽的内壁

17绝缘狭槽的基部

18收集槽

19台阶

20倒棱部

21收集槽的内壁

22收敛段

23灭弧磁体

24磁通传导金属片材

25磁通传导金属片材

26水平上缘

27壁

28颈部

29触头承载部

30电磁线性驱动器的磁轭

E拔出方向

K接触方向

M磁场

N法线方向

Claims (18)

1.一种用于电子开关元件的装置(1)，所述装置包括触头开关室(2)和布置在所述触头开关室(2)中的两个触头(3)，其特征在于，所述两个触头(3)之间的触头开关室(2)的壁(27)具有至少一个绝缘狭槽(6)，所述至少一个绝缘狭槽具有相对于所述两个触头(3)之间的连接线横向地延伸的开口(7)。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述绝缘狭槽(6)至少部分地具有大致U形的横截面。

3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述绝缘狭槽(6)至少部分地在所述开口(7)后方扩展。

4.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述绝缘狭槽(6)的开口形成渐缩的颈部(28)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述开口(7)的法线方向(N)相对于所述两个触头(3)之间的连接线横向地延伸，特别地是垂直地延伸。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个绝缘狭槽(6)在所述两个触头(3)之间沿着所述壁(27)、围绕连接所述触头(3)的线延伸。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置设置有连续的绝缘狭槽(6)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(1)，其特征在于，绝缘狭槽(6)在所述两个触头(3)之间沿着相对的侧面(5)、围绕连接所述触头(3)的线延伸。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述触头开关室(2)的壁(27)具有宽的收集槽(18)，所述收集槽在所述两个触头(3)之间横向地延伸。

10.根据权利要求9所述的装置(1)，其特征在于，所述收集槽(18)位于触头(3)和绝缘狭槽(6)之间。

11.根据权利要求9或10所述的装置(1)，其特征在于，位于所述收集槽(18)的较接近触头(3)的一侧处的、所述收集槽(18)的内壁(21)围绕所述触头(3)延伸。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的装置(1)，其特征在于，位于较接近触头(3)的一侧处的、所述收集槽(18)的边缘具有倒棱部(20)。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述触头开关室(2)借助于分隔壁(9)而被子划分为两个部分室(8)，所述分隔壁从基部(4)伸出到所述触头开关室(2)中，并且每个部分室(8)具有绝缘狭槽(6)。

14.根据权利要求13所述的装置(1)，其特征在于，所述绝缘狭槽(6)借助于所述分隔壁(9)而彼此分隔。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述触头(3)中的每个具有触头承载部(29)，所述触头承载部具有触头板(11)和相对于所述触头板(11)加宽的基部(14)。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)具有至少两个灭弧磁体(23)，所述灭弧磁体关于触头(3)彼此相对，并且所述灭弧磁体(23)借助于磁通传导金属片材(24、25)以磁性传导方式而彼此连接，特别地用以接通通过所述触头开关室(2)导引的磁路。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的装置(1)，其特征在于，磁通传导金属片材(25)以磁性传导方式连接到电磁线性驱动器的磁轭(30)，并且由此位于所述电磁线性驱动器的磁路中。

18.一种开关元件，其具有根据权利要求1至17中任一项所述的装置(1)。