WO2017144195A1

WO2017144195A1 - Electromechanical switch device

Info

Publication number: WO2017144195A1
Application number: PCT/EP2017/050686
Authority: WO
Inventors: Stefan Dünsbier
Original assignee: Audi Ag
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2017-08-31
Also published as: DE102016203125B4; DE102016203125A1

Abstract

The invention relates to an electromechanical switch device (20, 30) comprising a housing (12, 32), which has at least two power connections (14, 16) and at least two control connections, and at least one switch unit (24), which is arranged in the housing (12, 32) and which has two switch connections (26, 28). The switch unit (24) has an electromechanical switch element (38), which is connected to the switch connections (26, 28), for alternately establishing and interrupting an electric connection between the first and the second switch connection (26, 28), whereby a respective switch state is produced. The switch device also comprises an electromechanical actuator (40) for actuating the switch element (38). The housing (12, 32) has a contact surface (46) on an outer face (42) of a housing wall (44) for thermally coupling a housing-external heat sink (48) and a heat-conducting element (52) on a housing wall (44) inner face (50) opposite the outer face (42) for conducing heat from the switch unit (24) and/or the actuator (40) to the contact surface (46) on the housing interior side.

Description

Elektromechanische Schalteinrichtung Electromechanical switching device

BESCHREIBUNG: Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanische Schalteinrichtung mit einem Gehäuse, welches wenigstens einen ersten und einen zweiten Leistungsanschluss sowie wenigstens zwei Steueranschlüsse aufweist, wenigstens einer im Gehäuse angeordneten Schalteinheit, die einen ersten und einen zweiten Schaltanschluss aufweist, wobei der erste Schaltanschluss mittels einer ersten elektrischen Leitung an den ersten Leistungsanschluss und der zweite Schaltanschluss mittels einer zweiten elektrischen Leitung an den zweiten Leistungsanschluss angeschlossen ist, wobei die Schalteinheit ein an die Schaltanschlüsse angeschlossenes elektromechanisches Schaltelement zum abwechselnden Herstellen und Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltanschluss aufweist, woraus sich ein jeweiliger Schaltzustand ergibt, und einem im Gehäuse angeordneten und an die wenigstens zwei Steueranschlüsse angeschlossenen elektromechanischen Aktuator zum Betätigen des Schaltelements, um jeweils einen der Schaltzustände einzustellen. Schließlich betrifft die Erfin- dung auch eine elektrische Anlage für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektromechanischen Schalteinrichtung sowie einer Haltevorrichtung für die elektromechanische Schalteinrichtung, wobei die Haltevorrichtung eine Befestigungseinheit zum Verbinden mit einem Befestigungselement eines Gehäuses der elektromechanischen Schalteinrichtung aufweist. Schließlich betrifft die Er- findung auch ein Kraftfahrzeug. DESCRIPTION The present invention relates to an electromechanical switching device having a housing, which has at least one first and one second power connection and at least two control connections, at least one switching unit arranged in the housing, which has a first and a second switching connection, wherein the first switching connection by means of a first electrical line to the first power terminal and the second switching terminal is connected by a second electrical line to the second power terminal, wherein the switching unit has a connected to the switching terminals electromechanical switching element for alternately establishing and interrupting an electrical connection between the first and the second switching terminal, from which a respective switching state results, and arranged in the housing and connected to the at least two control terminals electromechanical actuator for Actuation of the switching element to set one of the switching states. Finally, the invention also relates to an electrical system for a motor vehicle, having an electromechanical switching device and a holding device for the electromechanical switching device, wherein the holding device has a fastening unit for connecting to a fastening element of a housing of the electromechanical switching device. Finally, the invention also relates to a motor vehicle.

Schaltungseinrichtungen der gattungsgemäßen Art, elektrische Anlagen mit solchen Schalteinrichtungen sowie Kraftfahrzeuge sind im Stand der Technik umfänglich bekannt, sodass es eines gesonderten druckschriftlichen Nach- weises hierfür dem Grunde nach nicht bedarf. Elektromechanische Schalteinrichtungen der gattungsgemäßen Art finden vielfältigen Einsatz in elektrischen Anlagen, beispielsweise solchen elektrischen Anlagen von Kraftfahrzeugen, insbesondere elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen wie Elektro- fahrzeugen, Hybridfahrzeugen und/oder dergleichen. Häufig werden solche elektromechanischen Schalteinrichtungen im Stand der Technik auch als „Schütz",„Relais" oder dergleichen bezeichnet. Elektromechanische Schalteinrichtungen zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie einen oder mehrere elektromechanische Schaltkontakte aufweisen, mittels denen auf- grund einer mechanischen Bewegung eine elektrische Verbindung zwischen zugeordneten Leistungsanschlüssen herstellbar ist. Je nach Schaltzustand liegt eine elektrische Verbindung vor oder sie ist unterbrochen. In Abhängigkeit von der zu schaltenden elektrischen Leistung werden die entsprechenden Schaltkontakte ausgelegt. Circuit devices of the generic type, electrical systems with such switching devices and motor vehicles are widely known in the prior art, so it does not require a separate documentary evidence for this reason basically. Electromechanical switching devices of the generic type are widely used in electrical systems, for example, such electrical systems of motor vehicles, in particular electrically driven motor vehicles such as electric vehicles, hybrid vehicles and / or the like. Often, such Electromechanical switching devices in the art also referred to as "contactor", "relay" or the like. Electromechanical switching devices are characterized inter alia by the fact that they have one or more electromechanical switching contacts, by means of which, due to a mechanical movement, an electrical connection between the associated power terminals can be produced. Depending on the switching state, there is an electrical connection or it is interrupted. Depending on the electrical power to be switched, the corresponding switching contacts are designed.

Zum Zwecke des Einstellens eines vorgebbaren Schaltzustands weist die elektromechanische Schalteinrichtung den elektromechanischen Aktuator auf, der den Schaltkontakt mechanisch antreibt, damit die elektromechanische Schalteinrichtung den jeweiligen Schaltzustand einzunehmen vermag. For the purpose of setting a predeterminable switching state, the electromechanical switching device on the electromechanical actuator, which mechanically drives the switching contact, so that the electromechanical switching device is able to take the respective switching state.

Bei großen zu schaltenden Leistungen und/oder Spannungen und/oder Strömen werden üblicherweise Schütze, insbesondere Leistungsschütze, eingesetzt. Ansonsten kommen Relais zum Einsatz. Insbesondere bei einem Schütz ergibt sich im bestimmungsgemäßen Betrieb eine Erwärmung, die durch eine Auslegung der elektrischen Anlage, in der das Schütz betrieben wird, bestimmt ist. Insbesondere eine Strombelastung, besonders eine Strombelastung des Schaltkontakts, führt zu einer entsprechenden Erwärmung. Damit Überlastungszustände beim Schütz vermieden werden können, werden herstellerseitig Nenngrößen, beispielsweise ein Nennstrom, eine Nennspannung oder dergleichen angegeben, für die das Schütz ausgelegt beziehungsweise für die es hinsichtlich der Auslegung bemessen ist. Um eine Belastbarkeit des Schützes hinsichtlich einer Bemessungsleistung beziehungsweise Bemessungsspannung zu definieren, sind vom Schützhersteller neben den vorgenannten Nenngrößen beziehungsweise Bemes- sungsgrößen für Kurzzeitbelastungen maximale Stromwerte (Peak-Ströme) sowie Zeitdauern für solche Stromwerte angegeben, die bei der Dimensionierung der elektrischen Anlage berücksichtigt werden sollen. Üblicherweise liegen solche Zeitdauern im Bereich von einigen Sekunden bis zu einigen Minuten. Die Peak-Ströme sind in der Regel Ströme, die den Bemessungs- ström beziehungsweise Nennstrom des Schützes übersteigen. Ein Peak- Strom bewirkt im Schütz einen zusätzlichen starken Temperatureintrag, weshalb entsprechende Belastungsgrenzen zu beachten sind, die herstellerseitig vorgegeben sind. In der Regel sind die Werte für solche Überlastzustände vom jeweiligen Schützhersteller in engen Grenzen genau spezifiziert. Ein wesentlicher Faktor, der die maximalen Peak-Ströme und Zeitdauern hierfür begrenzt, ergibt sich aus dem überproportionalen Temperatureintrag im Schütz selbst, der hierdurch hervorgerufen wird. Hierbei ist der Wert des jeweiligen Stroms sowie auch ein Übergangswiderstand des Schaltkontakts des Schützes sowie im Schütz vorhandener elektrischer Leiter zwischen Leistungsanschlüssen und dem Schaltkontakt innerhalb des Schützes zu beachten. Stark begrenzend und maßgeblich für das Bestimmen von maximalen Peak- Strömen des Schützes und Zeitdauern hierfür sind unter anderem thermische Widerstandsübergangswerte wie R_th = (T₂-Ti)/Q [K/W] zwischen den Entstehungsstellen des thermischen Energieeintrags beziehugnsweise Wärmequellen, denen die Temperatur T₂ als thermische Energiequelle zuge- ordnet ist, und der Leiterkontaktierung am Schütz beziehungsweise dem Leistungsanschluss, der eine thermische Senke des Schützes bereitstellt und dem die Temperatur Ti zugeordnet ist. In the case of large powers to be switched and / or voltages and / or currents, normally contactors, in particular contactors, are used. Otherwise, relays are used. In particular, in a contactor results in normal operation, a heating, which is determined by a design of the electrical system in which the contactor is operated. In particular, a current load, especially a current load of the switching contact, leads to a corresponding heating. So that overload conditions can be avoided in the contactor, the manufacturer's nominal values, for example, a rated current, a rated voltage or the like specified for which the contactor designed or for which it is dimensioned in terms of design. In order to define a load capacity of the contactor with regard to rated power or rated voltage, the contactor manufacturer specifies maximum current values (peak currents) and time durations for such current values in addition to the above-mentioned nominal values or rated values for short-term loads, which should be taken into account when dimensioning the electrical system , Usually, such time periods are in the range of a few seconds to a few minutes. The peak currents are usually currents that exceed the rated current or rated current of the contactor. A peak current causes an additional strong temperature input in the contactor, which is why corresponding load limits must be observed, which are specified by the manufacturer. As a rule, the values for such overload conditions are precisely specified by the respective contactor manufacturer within narrow limits. An important factor that limits the maximum peak currents and durations for this, results from the disproportionate temperature entry in the contactor itself, which is caused by this. Here, the value of the respective current as well as a contact resistance of the contact of the contactor as well as in the contactor existing electrical conductors between power connections and the switching contact within the contactor is to be observed. Among other things, thermal resistance transition values such as R _th = (T ₂ -T i) / Q [K / W] between the points of origin of the thermal energy input and / or heat sources, which are assigned to the thermal energy input are very limiting and decisive for the determination of maximum peak currents of the contactor and durations thereof Temperature T _{2 is assigned} as a thermal energy source, and the conductor contacting the contactor or the power connection, which provides a thermal sink of the contactor and the temperature Ti is assigned.

Thermische Entwärmungspfade, über die das Schütz entwärmt werden kann, sind insbesondere: Thermal cooling paths over which the contactor can be cooled are in particular:

1 . Konduktion (Wärmeleitung) R_th = d/(lambda x A) 1 . Conduction (heat conduction) R _th = d / (lambda x A)

2. Konvektion (Luft) R_th = 1/(a A) K/W 2. Convection (air) R _th = 1 / (a A) K / W

3. Strahlung (Luft) R_th = ΔΤ/Q K/W 3. Radiation (air) R _th = ΔΤ / QK / W

Die thermischen Entwärmungspfade 2. Konvektion und 3. Strahlung sind aufgrund der relativ geringen möglichen Abstrahlfläche und des geringen Bauraums gegenüber dem Wärmeleitungseffekt (Konduktion) insbesondere bei Kraftfahrzeugen zu vernachlässigen. Der wesentliche Entwärmungspfad, über den die unerwünschte Verlustwärme abgeführt werden kann, ist somit der konduktive Wärmeableitungspfad d zur Leiterkontaktierung an den Leistungsanschlüssen, beispielsweise mit einer Wärmeleitfähigkeit lamba. Üblicherweise sind die Leistungsanschlüsse des Schützes mittels dicker elektrischer Leiter beziehungsweise Busbars an der elektrischen Anlage ange- schlössen, beispielsweise mittels einer Schraubbefestigung, einer Klemmbefestigung und/oder dergleichen, die es ermöglicht, eine gute Wärmeabfuhr bereitzustellen. Je größer also der Querschnitt A der am Leistungsanschluss des Schützes angeschlossenen Leitung ausgeführt ist, desto größer ist die Wärmeabfuhr, woraus sich eine entsprechende Erhöhung von Peak- Stromwerten und Zeitdauern hierfür ergibt, die vorzugsweise herstellerspezifisch angegeben sind. Ein Schütz der gattungsgemäßen Art, bei welchem die Leistungsanschlüsse zum Zwecke der Kühlung genutzt werden, ist beispielsweise aus der WO 01/86681 A1 bekannt. The thermal Entwärmungspfade 2nd convection and 3rd radiation are negligible due to the relatively small possible radiating surface and the small space compared to the heat conduction effect (conduction), especially in motor vehicles. The essential Entwärmungspfad, over which the unwanted heat loss can be dissipated, is thus the conductive heat dissipation path d for conductor contacting at the power terminals, for example, with a thermal conductivity lamba. The power connections of the contactor are usually connected to the electrical installation by means of thick electrical conductors or busbars, for example by means of a screw fastening, a clamp fastening and / or the like, which makes it possible to provide good heat dissipation. Thus, the larger the cross-section A of the line connected to the power connection of the contactor, the greater the heat dissipation, resulting in a corresponding increase in peak Current values and durations for this results, which are preferably specified manufacturer-specific. A contactor of the generic type, in which the power connections are used for the purpose of cooling, is known for example from WO 01/86681 A1.

Obwohl sich dieses Vorgehen im Stand der Technik bewährt hat, sind die hierauf basierenden Möglichkeiten der Wärmeableitung begrenzt. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen steht der Wunsch nach größeren Kurzzeitbelastungen über die bisherigen Werte hinaus, denn insbesondere bei elektrischen Anlagen von Kraftfahrzeugen stellen Kurzzeitbelastungen im bestimmungsgemäßen Betrieb eine wichtige Belastungsart für das Schütz dar. Although this procedure has been proven in the prior art, the possibilities of heat dissipation based thereon are limited. Particularly in the case of motor vehicles, the desire for greater short-term loads exceeds the previous values, because short-time loads in normal operation represent an important type of load for the contactor, especially in the case of electrical systems of motor vehicles.

Darüber hinaus offenbart die DE 10 201 1 1 13 929 A1 einen elektromechani- schen Schaltungsaufbau sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und des- sen Anwendung. Ferner offenbart die DE 199 32 441 A1 eine Vorrichtung zur Entwärmung von Halbleiterbauelementen beim Auftreten von Belastungsspitzen. In addition, DE 10 201 1 1 13 929 A1 discloses an electromechanical circuit structure and a method for its production and its application. Furthermore, DE 199 32 441 A1 discloses a device for cooling semiconductor components when load peaks occur.

Es ist demnach die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße elektrome- chanische Schalteinrichtung hinsichtlich einer Kurzzeitbelastung weiter zu verbessern. It is therefore the object of the invention to further improve a generic electromechanical switching device with respect to a short-term load.

Als Lösung werden mit der Erfindung eine elektromechanische Schalteinrichtung, eine elektrische Anlage sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhän- gigen Ansprüchen vorgeschlagen. As a solution, the invention proposes an electromechanical switching device, an electrical system and a motor vehicle according to the independent claims.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich anhand von Merkmalen der abhängigen Ansprüche. Schalteinrichtungsseitig wird bezüglich einer gattungsgemäßen elektrome- chanischen Schalteinrichtung insbesondere vorgeschlagen, dass das Gehäuse an einer Außenseite einer Gehäusewand eine Kontaktfläche zum thermischen Koppeln einer gehäuseexternen Wärmesenke und an einer der Außenseite gegenüberliegenden Innenseite der Gehäusewand ein Wärme- leitelement zum gehäuseinnenseitigen Führen von Wärme von der Schalteinheit und/oder dem Aktuator zur Kontaktfläche aufweist. Further advantageous embodiments will become apparent from the features of the dependent claims. With regard to a generic electromechanical switching device, it is particularly proposed with respect to a generic electromechanical switching device that the housing has a contact surface for thermal coupling of a housing-external heat sink and an inner side of the housing wall opposite a heat conducting element for guiding heat from the switching unit inside the housing / or the actuator to the contact surface has.

Anlagenseitig wird für eine gattungsgemäße elektrische Anlage insbesondere vorgeschlagen, dass die elektromechanische Schalteinrichtung gemäß der Erfindung ausgebildet ist und die Haltevorrichtung eine mit der Wärmesenke thermisch koppelbare Wärmeabführfläche zum thermischen Kontaktieren einer Kontaktfläche des Gehäuses der elektromechanischen Schalteinrichtung und zum Abführen von Wärme von der Kontaktfläche hin zur Wärme- senke aufweist. On the system side, it is proposed in particular for a generic electrical system that the electromechanical switching device according to the Invention is formed and the holding device has a thermally coupled to the heat sink Wärmeabführfläche for thermally contacting a contact surface of the housing of the electromechanical switching device and for dissipating heat from the contact surface towards the heat sink.

Kraftfahrzeugseitig wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass das Kraftfahrzeug eine elektrische Anlage gemäß der Erfindung aufweist. Ein wichtiger Aspekt der Erfindung basiert also darauf, zusätzlich zu der bereits über den Leistungsanschluss ermöglichten Kühlung wenigstens einen weiteren Wärmeableitungspfad bereitzustellen, mittels dem es ermöglicht ist, Wärme derart ergänzend abzuführen, sodass eine Kurzzeitbelastung, beispielsweise eine Kurzzeitüberlastung des Schützes, weiter verbessert wer- den kann. Das heißt, dass ein Wert für den Peak-Strom erhöht werden kann und/oder auch ein Wert für eine Zeitdauer hierfür entsprechend verlängert werden kann. Dies erreicht die Erfindung durch zumindest einen zusätzlichen Wärmeableitungspfad, der mittels der Kontaktfläche des Gehäuses in Verbindung mit dem Wärmeleitelement gehäuseinnenseitig bereitgestellt wird. Dadurch ist es möglich, sowohl von der Schalteinheit als auch von dem Ak- tuator zusätzlich Wärme auf einen ergänzenden Wärmeableitungspfad abzuführen und dadurch eine ergänzende Kühlung bereitzustellen. Dies erlaubt es, höhere Überlastzustände durch das Schütz bereitstellen zu können. Das Gehäuse der elektromechanischen Schalteinrichtung stellt einen Aufnahmeraum bereit, in dem die Einheiten und Elemente der elektromechanischen Schalteinrichtung angeordnet sind. Um die elektromechanische Schalteinrichtung mit der elektrischen Anlage elektrisch koppeln zu können, sind die Leistungsanschlüsse vorgesehen. Entsprechend einer Schaltfunkti- on ist eine Anzahl von entsprechenden Leistungsanschlüssen vorgesehen, das heißt, wenigstens also ein erster und ein zweiter Leistungsanschluss, um eine ein-polige Schalteinheit ausbilden zu können. Darüber hinaus können alternativ auch mehr-polige Schalteinheiten vorgesehen sein, die beispielsweise als Öffner, als Schließer oder auch als Umschalter ausgebildet sein können. Wie bereits zuvor erläutert, dienen die Leistungsanschlüsse auch der Wärmeabfuhr, insbesondere der Wärmeabfuhr von der Schalteinheit. Insofern sind gehäuseinnenseitig entsprechende erste und zweite elektrische Leitungen vorgesehen, die die wenigstens zwei Leistungsanschlüsse mit einem ersten und einem zweiten Schaltanschluss der im Gehäuse angeordne- ten Schalteinheit verbunden sind. Die Anzahl der Leitungen und der Schaltanschlüsse sowie gegebenenfalls auch die Anzahl der Leistungsanschlüsse ist natürlich von der Schaltfunktion, die die Schalteinheit beziehungsweise die elektromechanische Schalteinrichtung bereitzustellen vermag, abhängig. Über die elektrischen Leitungen erfolgt eine Wärmeabfuhr beziehungsweise Wärmeführung von der Schalteinheit zu den Leistungsanschlüssen. Motor vehicle side is particularly proposed by the invention that the motor vehicle has an electrical system according to the invention. An important aspect of the invention is thus based on providing at least one further heat dissipation path, in addition to the cooling already enabled via the power connection, by means of which it is possible to dissipate heat in a supplementary manner so that a short-term load, for example a short-term overload of the contactor, is further improved can. This means that a value for the peak current can be increased and / or a value for a period of time can be extended accordingly. This is achieved by the invention by at least one additional heat dissipation path, which is provided on the housing side by means of the contact surface of the housing in connection with the heat-conducting element. This makes it possible to additionally dissipate heat to a supplementary heat dissipation path both from the switching unit and from the actuator, thereby providing additional cooling. This makes it possible to provide higher overload conditions through the contactor. The housing of the electromechanical switching device provides a receiving space in which the units and elements of the electromechanical switching device are arranged. In order to be able to electrically couple the electromechanical switching device with the electrical system, the power connections are provided. In accordance with a switching function, a number of corresponding power terminals are provided, that is, at least one first and one second power connection, in order to be able to form a single-pole switching unit. In addition, alternatively, multi-pole switching units may be provided, which may be formed, for example, as an opener, as a closer or as a changeover. As already explained above, the power connections also serve to dissipate heat, in particular heat dissipation from the switching unit. Insofar, on the inside of the housing corresponding first and second electrical lines are provided which connect the at least two power connections with a first and a second switching connection of the housing arranged in the housing. th switching unit are connected. Of course, the number of lines and the switching connections, as well as possibly the number of power connections, depends on the switching function which the switching unit or the electromechanical switching device is capable of providing. Via the electrical lines there is a heat dissipation or heat transfer from the switching unit to the power terminals.

Die Schalteinheit umfasst wenigstens ein elektromechanisches Schaltelement, welches in Zusammenwirkung mit einem oder mehreren Schaltkontak- ten die gewünschte Schaltfunktion bereitstellt. Die Schaltfunktion besteht in der Regel in einem abwechselnden Herstellen und Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen den relevanten Schaltanschlüssen, beispielsweise dem ersten und dem zweiten Schaltanschluss der Schalteinheit, woraus sich ein jeweiliger Schaltzustand ergibt. Das Schaltelement ist in der Regel zumindest teilweise elektrisch leitfähig ausgebildet und vorzugsweise mit einem Ende elektrisch mit dem ersten Schaltanschluss verbunden. Ein zweites Ende ist bewegbar angeordnet, sodass es den zweiten Schaltanschluss abhängig vom Schaltzustand zu kontaktieren vermag. Zu diesem Zweck ist das Schaltelement entsprechend bewegbar gelagert. Damit das Schaltelement die dem gewünschten Schaltzustand entsprechende Position beziehungsweise Stellung einnehmen kann, ist es mechanisch mit dem elektromechanischen Aktuator verbunden, der an die zwei Steueranschlüsse angeschlossen ist und das Schaltelement mechanisch betätigt, um den jeweiligen der Schaltzustände einstellen zu können. Zu diesem Zweck wird der Aktuator über die Steueranschlüsse mit einem entsprechenden elektrischen Signal beaufschlagt. Der elektromechanische Aktuator kann auf elektrostatischer Basis, induktiver Basis und/oder dergleichen ausgebildet sein. Üblicherweise stellt er entsprechend des jeweiligen Schaltzustands eine Hub- und/oder Rotationsbewegung bereit, mittels der das elektromechanische Schaltelement in gewünschter Weise angetrieben werden kann. The switching unit comprises at least one electromechanical switching element which, in cooperation with one or more switching contacts, provides the desired switching function. The switching function generally consists in alternately establishing and interrupting an electrical connection between the relevant switching connections, for example the first and the second switching connection of the switching unit, resulting in a respective switching state. The switching element is usually formed at least partially electrically conductive and preferably electrically connected at one end to the first switching connection. A second end is movably arranged so that it is able to contact the second switching port depending on the switching state. For this purpose, the switching element is mounted correspondingly movable. So that the switching element can assume the position or position corresponding to the desired switching state, it is mechanically connected to the electromechanical actuator which is connected to the two control terminals and mechanically actuates the switching element in order to be able to set the respective switching state. For this purpose, the actuator is acted upon via the control terminals with a corresponding electrical signal. The electromechanical actuator may be formed on an electrostatic basis, inductive base and / or the like. Usually, it provides according to the respective switching state, a lifting and / or rotational movement, by means of which the electromechanical switching element can be driven in the desired manner.

Das Gehäuse der elektromechanischen Schalteinrichtung ist häufig aus einem Kunststoff, aus einem Metall und/oder dergleichen gebildet. Ist das Gehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gebildet, sind die Leis- tungsanschlüsse und die Steueranschlüsse elektrisch isoliert über dem Gehäuse angeordnet. Durch das Gehäuse sind die Schalteinheit und der Aktuator in der Regel vor äußeren Einwirkungen geschützt. Darüber hinaus kann das Gehäuse auch noch eine Funkenlöschkammer und/oder dergleichen aufweisen, um beispielsweise während eines Schaltvorgangs der Schaltein- heit entstehende Funken beziehungsweise Lichtbögen zu unterdrücken beziehungsweise zu löschen. The housing of the electromechanical switching device is often formed from a plastic, a metal and / or the like. If the housing is formed from an electrically conductive material, the power connections and the control connections are arranged in an electrically insulated manner above the housing. Through the housing, the switching unit and the actuator are usually protected from external influences. In addition, the housing may also have a spark extinguishing chamber and / or the like in order, for example, during a switching operation of the switching input. to suppress or delete arcing sparks or arcs.

Das Gehäuse weit eine Gehäusewand auf, die unter anderem vorzugsweise einen Aufnahmeraum für die Einheiten und Elemente der elektromechani- schen Schalteinrichtung bereitstellt. An der Gehäusewand können unter anderem die Leistungsanschlüsse angeordnet sein, damit sie von außerhalb des Gehäuses zum Zwecke des Anschließens der elektromechanischen Schalteinrichtung an die elektrische Anlage zugriffsbereit sind. Die Leistungsanschlüsse können beispielsweise durch Kontaktfahnen, Kontaktklemmen, insbesondere Schraubklemmen und/oder dergleichen gebildet sein. Die Gehäusewand stellt erfindungsgemäß die Kontaktfläche zum thermischen Koppeln einer gehäuseexternen Wärmesenke bereit. Die gehäuseexterne Wärmesenke kann eine beliebige Einrichtung sein, die Wärme aufnehmen kann und/oder auch abführen kann. Derartige Wärmesenken können beispielsweise ein Kühlkörper, ein fluiddurchströmter Wärmetauscher, ein Halterahmen und/oder dergleichen sein. Vorzugsweise ist die Kontaktfläche eben mit einer möglichst geringen Rauhigkeit ausgebildet, sodass eine gute thermische Ankopplung der gehäuseexternen Wärmesenke erreicht werden kann. Natürlich kann die Kontaktfläche auch gekrümmt ausgebildet sein, wenn eine kontaktierende Gegenfläche der gehäuseexternen Wärmesenke entsprechend komplementär ausgebildet ist. The housing has a housing wall that, inter alia, preferably provides a receiving space for the units and elements of the electromechanical switching device. Among other things, the power terminals may be arranged on the housing wall, so that they are accessible from outside the housing for the purpose of connecting the electromechanical switching device to the electrical system. The power connections can be formed, for example, by contact lugs, contact terminals, in particular screw terminals and / or the like. The housing wall according to the invention provides the contact surface for the thermal coupling of a housing-external heat sink. The housing-external heat sink may be any device that can absorb heat and / or can dissipate. Such heat sinks may be, for example, a heat sink, a fluid-flow heat exchanger, a holding frame and / or the like. Preferably, the contact surface is formed just with the lowest possible roughness, so that a good thermal coupling of the housing-external heat sink can be achieved. Of course, the contact surface may also be curved when a contacting mating surface of the housing-external heat sink is designed to be complementary.

An der der Außenseite der Gehäusewand gegenüberliegenden Innenseite der Gehäusewand ist ein Wärmeleitelement zum gehäuseinnenseitigen Führen von Wärme von der Schalteinheit und/oder dem Aktuator zur Kontaktfläche vorgesehen. Das Wärmeleitelement kann beispielsweise ein Gap-Filler sein, das heißt, ein elastisches Material, welches einerseits die Schalteinheit und/oder den Aktuator und andererseits die innenseitige der Kontaktfläche gegenüberliegenden Seite der Gehäusewand thermisch kontaktiert. Dadurch wird ein zusätzlicher Wärmeableitungspfad geschaffen, sodass sowohl von der Schalteinheit als auch vom Aktuator zusätzlich zu den bereits bestehenden Wärmeableitmöglichkeiten weitere Wärmeableitmöglichkeiten geschaffen werden. Das Wärmeleitelement kann beispielsweise durch ein Material wie Silikon, Gummi und/oder dergleichen gebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann das Wärmeleitelement natürlich auch aus einem starren Werkstoff, beispielsweise einem Metall, einer elektrisch isolierenden Keramik wie Aluminiumoxid oder dergleichen gebildet sein. Aluminiumoxid zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass es eine gute thermische Leitfähigkeit bei hoher elektrischer Isolationsfähigkeit bereitstellt. Ein solches Wärmelei- telement bietet sich daher insbesondere dann an, wenn die elektromechani- sche Schalteinrichtung mit hohen elektrischen Spannungen beaufschlagt ist. Die Erfindung ist aber nicht darauf reduziert, lediglich eine einzige Kontaktfläche bereitzustellen. Natürlich können auch mehrere Kontaktflächen vorgesehen sein, die entsprechend konstruktiven Anforderungen, beispielsweise auch durch die elektrische Anlage, in die die elektromechanische Schalteinrichtung eingebaut werden soll, bestimmt sein können, oder dergleichen. Durch die Erfindung kann ein reduzierter Wärmewiderstand R_th bezüglich des konduktiven thermischen Wärmeableitungspfads vom Inneren der elekt- romechanischen Schalteinrichtung weg nach außen durch zusätzlich vorgesehene definierte thermische Kontaktflächen an der elektromechanischen Schalteinrichtung erreicht werden, die zum Beispiel direkt ein Chassis, bei- spielsweise ein Aluminium-Chassis, oder auch eine Kühlplatte kontaktieren, auf der die elektromechanische Schalteinrichtung befestigt ist. In der elektromechanischen Schalteinrichtung selbst ist dabei vorzugsweise durch entsprechende konstruktive Maßnahmen ein Hochvolt-Niedervolt-isolierter, thermisch möglichst optimierter Wärmeübergang von der jeweiligen Wärme- quelle bis hin zu den vorgegebenen erfindungsgemäßen Kontaktflächen sicherzustellen. On the outside of the housing wall opposite the inside of the housing wall, a heat-conducting element is provided for guiding heat on the inside of the housing from the switching unit and / or the actuator to the contact surface. The heat-conducting element may, for example, be a gap filler, that is to say an elastic material which thermally contacts the switching unit and / or the actuator on the one hand and the side of the housing wall opposite the inside of the contact surface on the other hand. As a result, an additional heat dissipation path is created so that further heat dissipation possibilities are created by the switching unit as well as by the actuator in addition to the already existing heat dissipation possibilities. The heat-conducting element can be formed for example by a material such as silicone, rubber and / or the like. Alternatively or additionally, the heat-conducting element can of course also be formed from a rigid material, for example a metal, an electrically insulating ceramic such as aluminum oxide or the like. Among other things, aluminum oxide is characterized by good thermal conductivity provides high electrical isolation capability. Such a heat-conducting element is therefore particularly suitable when the electromechanical switching device is subjected to high electrical voltages. However, the invention is not reduced to providing only a single contact surface. Of course, a plurality of contact surfaces can be provided, which can be determined according to design requirements, for example, by the electrical system in which the electromechanical switching device is to be installed, or the like. By means of the invention, a reduced thermal resistance R _t h with respect to the conductive thermal heat dissipation path can be achieved from the inside of the electromechanical switching device to the outside by additionally provided defined thermal contact surfaces on the electromechanical switching device, for example directly a chassis, for example an aluminum -Chassis, or contact a cooling plate on which the electromechanical switching device is attached. In the electromechanical switching device itself, a high-voltage low-voltage insulated, thermally optimized heat transfer from the respective heat source up to the predetermined contact surfaces according to the invention is preferably to be ensured by appropriate design measures.

Vorzugweise ist die Gegenstelle, mit der die elektromechanische Schalteinrichtung verbunden ist, entsprechend passend geometrisch ausgestaltet, um eine möglichst optimale thermische Anbindung der elektromechanischen Schalteinrichtung zu ermöglichen. Um einen Wärmeübergangswiderstand zwischen der Kontaktfläche sowie der entsprechenden Gegenfläche der Wärmesenke weiter optimieren zu können, können wärmeübergangswider- standsreduzierende Stoffe, beispielsweise wärmeleitende fluide Pasten, Wärmeleitfolien oder dergleichen zwischen den sich kontaktierenden Oberflächen angeordnet sein. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn ein solcher Stoff ein phasenwechselndes Material aufweist, welches beispielsweise bei einer Raumtemperatur trocken und fest ist und mit zunehmender Erwärmung erweicht und die Kontaktflächen möglichst vollständig benetzt. Preferably, the remote station with which the electromechanical switching device is connected, designed correspondingly geometrically suitable to allow the best possible thermal connection of the electromechanical switching device. In order to be able to further optimize a heat transfer resistance between the contact surface and the corresponding mating surface of the heat sink, heat transfer resistance reducing substances, for example thermally conductive fluid pastes, heat conducting films or the like may be arranged between the contacting surfaces. It proves to be particularly advantageous if such a substance has a phase-changing material which, for example, is dry and solid at room temperature and softens with increasing heating and wets the contact surfaces as completely as possible.

Mit der Erfindung kann erreicht werden, dass Peak-Ströme sowie Zeitdauern hierfür höher vom Hersteller spezifiziert werden können. Darüber hinaus können definierte Wärmeableitungspfade bezüglich der elektromechanischen Schalteinrichtung erreicht werden. Dadurch kann die Wärme an der elektro- mechanischen Schalteinrichtung beziehungsweise deren Gehäuse an vorgegebenen Stellen bereitgestellt werden, sodass die elektromechanische Schalteinrichtung hinsichtlich der thermischen Belastung auch lediglich entsprechend ausgebildet zu sein braucht. So können in der elektromechani- sehen Schalteinrichtung Bereiche höherer und Bereiche niedrigerer thermischer Beanspruchung gebildet werden, die hinsichtlich der Konstruktion der elektromechanischen Schalteinrichtung Vorteile bieten. Weiterhin kann die Entwärmung der elektromechanischen Schalteinrichtung von der Entwär- mung über angeschlossene Leitungen unabhängiger gemacht werden. Es ist deshalb nicht mehr erforderlich, einen Leiterquerschnitt für einen Anschluss an die Leistungsanschlüsse zu wählen, der größer ist, als es die Stromtragfähigkeit erfordert, um die erforderliche Entwärmung der elektromechanischen Schalteinrichtung bereitzustellen. Dies kann nun über die Kontaktfläche erreicht werden. Insgesamt kann mit der Erfindung auch eine längere Lebensdauer beziehungsweise eine größere Anzahl von Schaltspielen bezüglich der elektromechanischen Schalteinrichtung erreicht werden, insbesondere weil eine reduzierte thermische Beanspruchung erreicht werden kann. Darüber hinaus eignet sich die Erfindung natürlich auch für eine Nachrüstung bei bestehenden elektrischen Anlagen und Kraftfahrzeugen, insbe- sondere auch weil zusätzlicher Montageaufwand eingespart werden kann, beispielsweise weil eine vorhandene mechanische Aufnahme der elektrischen Anlage bereits auch eine entsprechende Wärmesenke bereitstellen kann. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kontaktfläche zumindest teilweise durch ein Befestigungselement des Gehäuses gebildet ist. Mit dem Befestigungselement kann das Gehäuse in der elektrischen Anlage beziehungsweise in dem Kraftfahrzeug in vorgebbarer Weise befestigt werden. Das Befestigungselement kann beispielsweise eine La- sehe, ein Flansch, aber auch ein Zapfen, insbesondere ein Gewindezapfen und/oder dergleichen sein. Dies erlaubt es, die Kontaktfläche auf einfache Weise bereitstellen zu können. With the invention it can be achieved that peak currents and time periods for this can be specified higher by the manufacturer. In addition, defined heat dissipation paths with respect to the electromechanical switching device can be achieved. As a result, the heat at the electri- mechanical switching device or its housing can be provided at predetermined locations, so that the electromechanical switching device needs to be designed according to the thermal load only correspondingly. Thus, areas of higher and lower thermal stress regions can be formed in the electromechanical switching device, which offer advantages in terms of the construction of the electromechanical switching device. Furthermore, the heat dissipation of the electromechanical switching device can be made more independent of the Entwärmung via connected lines. It is therefore no longer necessary to choose a conductor cross-section for a connection to the power connections that is greater than the current carrying capacity required to provide the required cooling of the electromechanical switching device. This can now be achieved via the contact surface. Overall, a longer service life or a larger number of switching cycles with respect to the electromechanical switching device can be achieved with the invention, in particular because a reduced thermal stress can be achieved. In addition, the invention is of course also suitable for retrofitting existing electrical systems and motor vehicles, in particular also because additional installation effort can be saved, for example, because an existing mechanical recording of the electrical system already can provide a corresponding heat sink. According to one embodiment of the invention it is proposed that the contact surface is at least partially formed by a fastening element of the housing. With the fastening element, the housing in the electrical system or in the motor vehicle can be fastened in a predeterminable manner. The fastening element may, for example, be a cover, a flange, but also a pin, in particular a threaded pin and / or the like. This makes it possible to provide the contact surface in a simple manner.

Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Kontaktfläche zu- mindest teilweise benachbart zum Befestigungselement des Gehäuses in einem für eine Befestigung der Schalteinrichtung unbenutzten Bereich angeordnet ist. Dies ermöglicht es, die Wärmesenke zusätzlich auf einfache Weise bei einer elektrischen Anlage beziehungsweise einem Kraftfahrzeug vorzusehen. Die Befestigung, die bereits in der elektrischen Anlage bezie- hungsweise dem Kraftfahrzeug für das elektromechanische Schaltelement vorgesehen ist, kann weitgehend unverändert erhalten bleiben. Für eine Nachrüstung ist dies insbesondere vorteilhaft. Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der Aktuator eine Hubmagnetspule mit einem Blechpaket aufweist, wobei das Blechpaket als Wärmeleitelement mit der Kontaktfläche thermisch gekoppelt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, das Wärmeleitelement zugleich mit bereits in der elektromechanischen Schalteinrichtung vorhandenen Elementen, hier dem Aktuator, auszubilden. Es ist bei dieser Ausgestaltung kein zusätzliches Element erforderlich. Durch einfache konstruktive Maßnahmen an der elektromechanischen Schalteinrichtung kann der zusätzliche thermische Wärmeableitungspfad erreicht werden. Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn das Wärmeleitelement ausgebildet ist, eine vorgegebene Wärmeleitfähigkeit bereitzustellen, die größer ist als etwa 1 W/mK, und/oder das Wärmeleitelement ausgebildet ist, eine vorgegebene Wärmekapazität bereitzustellen, die größer ist als 0,4 kJ/kgK. Mit der Wärmekapazität kann insbesondere bei sehr kurzen Peak-Strömen eine hohe Überlastbarkeit erreicht werden. Das Wärmeleitelement kann mit seiner Wärmekapazität zumindest teilweise die Wärme der Wärmequelle aufnehmen und zum Ableiten bereitstellen. Für kurze Pulsbelastungen durch Ströme ist dies ausgesprochen vorteilhaft. Bezüglich der Entwärmung hat sich herausgestellt, dass die vorgenannte Wärmeleitfähigkeit vorteilhaft ist, um die Wärme von der Wärmequelle zur Kontaktfläche zu führen. According to a development, it is proposed that the contact surface is arranged at least partially adjacent to the fastening element of the housing in a region which is not used for fastening the switching device. This makes it possible to additionally provide the heat sink in a simple manner in an electrical system or a motor vehicle. The fastening, which already relates to the electrical system, As the motor vehicle is provided for the electromechanical switching element, can largely remain unchanged. This is particularly advantageous for retrofitting. According to one embodiment, it is proposed that the actuator has a lifting magnet coil with a laminated core, wherein the laminated core is thermally coupled as a heat conducting element with the contact surface. This embodiment makes it possible to form the heat-conducting element at the same time with elements already present in the electromechanical switching device, in this case the actuator. There is no additional element required in this embodiment. By simple design measures on the electromechanical switching device of the additional thermal heat dissipation path can be achieved. It has proven to be advantageous if the heat conducting element is designed to provide a predetermined thermal conductivity which is greater than about 1 W / mK, and / or the heat conducting element is designed to provide a predetermined heat capacity which is greater than 0.4 kJ / kgK , With the heat capacity, a high overload capacity can be achieved, in particular with very short peak currents. With its heat capacity, the heat-conducting element can at least partially absorb the heat of the heat source and provide it for discharge. This is extremely advantageous for short pulse loads due to currents. With regard to the cooling, it has been found that the aforementioned thermal conductivity is advantageous for guiding the heat from the heat source to the contact surface.

Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das Wärmeleitelement einen Hohlraum mit einem Stoff aufweist, der im bestimmungsgemäßen Betrieb bei Wärmeaufnahme eine Phasenumwandlung vollzieht. Dadurch kann das Wärmeleitelement eine hohe Wärmekapazität bereitstellen und die Kurzzeitbelastung insbesondere in Bezug auf Peak-Ströme und Zeitdauern weiter verbessern. Ein solcher Stoff kann beispielsweise ein Salz sein, das bei niedrigen Temperaturen verflüssigt wird oder dergleichen. Ferner wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse aus Aluminium mittels Spritzgießen oder Druckgießen hergestellt ist. Dadurch kann nicht nur ein sehr robustes Gehäuse realisiert sein, sondern es kann darüber hinaus auch sehr kostengünstig ausgestaltet sein. Alternativ kann das Gehäuse auch aus einem Zinkdruckguss hergestellt sein. Dies erlaubt es, für elektromechanische Schalteinrichtungen bereits genutzte Herstellverfahren weiterhin anzuwenden. It proves to be particularly advantageous if the heat-conducting element has a cavity with a substance which undergoes a phase transformation during normal operation when heat is absorbed. As a result, the heat-conducting element can provide a high heat capacity and further improve the short-term load, in particular with regard to peak currents and time periods. Such a substance may be, for example, a salt which is liquefied at low temperatures or the like. It is also proposed that the housing is made of aluminum by means of injection molding or die casting. This not only a very robust housing can be realized, but it can also be designed very cost-effective beyond. Alternatively, the housing may also be made of a die-cast zinc. This allows for electromechanical Switching devices continue to use already used manufacturing process.

Bezüglich der elektrischen Anlage ist vorgesehen, dass diese eine Haltevor- richtung für die elektromechanische Schalteinrichtung aufweist. Die Haltevorrichtung kann beispielsweise ein Chassis, eine Kühlplatte, eine Metallplatte oder dergleichen sein. Vorzugsweise wird als Stoff Aluminium benutzt, welches eine hohe thermische Leitfähigkeit und ein vergleichsweise geringes spezifisches Gewicht im Vergleich zu anderen Werkstoffen mit einer ent- sprechenden thermischen Leitfähigkeit aufweist. Die Haltevorrichtung um- fasst ferner eine Befestigungseinheit zum Verbinden mit dem Befestigungselement des Gehäuses der elektromechanischen Schalteinrichtung. Die Befestigungseinheit kann beispielsweise durch eine Schiene gebildet sein, an der eine Befestigungslasche beziehungsweise ein Flansch des Gehäuses anliegt und die mittels eines Niets, einer Schraube, eines Klemmelements und/oder dergleichen miteinander mechanisch verbunden sind. With regard to the electrical system, it is provided that it has a holding device for the electromechanical switching device. The holding device may be, for example, a chassis, a cooling plate, a metal plate or the like. Preferably, aluminum is used as the substance, which has a high thermal conductivity and a comparatively low specific weight in comparison to other materials with a corresponding thermal conductivity. The holding device further comprises a fastening unit for connecting to the fastening element of the housing of the electromechanical switching device. The fastening unit can be formed, for example, by a rail against which a fastening tab or a flange of the housing rests and which are mechanically connected to one another by means of a rivet, a screw, a clamping element and / or the like.

Die Haltevorrichtung weist darüber hinaus eine mit einer Wärmesenke thermisch koppelbare Wärmeabführfläche zum thermischen Kontaktieren der Kontaktfläche des Gehäuses der elektromechanischen Schalteinrichtung und zum Abführen von Wärme von der Kontaktfläche hin zur Wärmesenke auf. Die Wärmeabführfläche ist vorzugsweise entsprechend der Kontaktfläche ausgebildet, sodass ein möglichst großflächiger Kontakt bereitgestellt werden kann. Die Wärmeabführfläche kann beispielsweise durch das Chassis, die Kühlplatte oder die Metallplatte gebildet sein. Beispielsweise kann die Wärmeabführfläche auch durch einen Kühlkörper gebildet sein, der mit der Wärmeabführfläche thermisch gekoppelt ist beziehungsweise diese bereitstellt. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich gemäß der folgenden Ausführungsbeispiele unter Berücksichtigung der beigefügten Figuren. In den Figuren bezeichneten gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile und Funktionen. The holding device furthermore has a heat removal surface that can be thermally coupled with a heat sink for thermal contacting of the contact surface of the housing of the electromechanical switching device and for dissipating heat from the contact surface to the heat sink. The heat dissipation surface is preferably formed corresponding to the contact surface, so that the largest possible contact can be provided. The heat dissipation surface can be formed, for example, by the chassis, the cooling plate or the metal plate. For example, the heat dissipation surface may also be formed by a heat sink, which is thermally coupled to the heat dissipation surface or provides these. Further advantages and features will become apparent according to the following embodiments, taking into account the accompanying figures. In the figures, like reference numerals designate like components and functions.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein Schütz gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Schützes gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung, und 1 is a schematic perspective view of a contactor according to the prior art, Fig. 2 is a schematic perspective view of a contactor according to a first embodiment of the invention, and

Fig. 3 in einer schematisch perspektivischen Darstellung eine zweite Fig. 3 in a schematic perspective view of a second

Ausgestaltung eines Schützes gemäß der Erfindung mit einem Embodiment of a contactor according to the invention with a

Kühlkörper, der mit einer Wärmeabführfläche eine Kontaktfläche des Gehäuses des Schützes kontaktiert. Heatsink, which contacts a contact surface of the housing of the contactor with a heat dissipation surface.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen und schematischen Darstellung ein Schütz 10 als elektromechanische Schalteinrichtung gemäß dem Stand der Technik. Das Schütz 10 weist ein Gehäuse 12 auf, welches einen ersten und einen zweiten Leistungsanschluss 14, 16 sowie zwei in Fig. 1 nicht dargestellte Steueranschlüsse aufweist. Ferner ist in gestrichelter Darstellung eine im Gehäuse 12 angeordnete Schalteinheit 24 dargestellt, die einen ersten und einen zweiten Schaltanschluss 26, 28 aufweist. Der erste Schaltan- schluss 26 ist mittels einer ersten elektrischen Leitung 34 an den ersten Leistungsanschluss 14 und der zweite Schaltanschluss 28 ist mittels einer zweiten elektrischen Leitung 36 an den zweiten Leistungsanschluss 16 angeschlossen. Die Schalteinheit 24 weist ein an die Schaltanschlüsse 26, 28 angeschlossenes elektromechanisches Schaltelement 38 zum abwechselnden Herstellen und Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltanschluss 26, 28 auf, woraus sich ein jeweiliger Schaltzustand ergibt. Die Schalteinheit 24 ist vorliegend als Schließer ausgebildet. Die Schalteinheit 24 mit ihren Schaltanschlüssen 26, 28 sowie die Leitungen 34, 36 sind in einem von einer Gehäusewand 44 des Gehäuses 12 gebildeten Hohlraums angeordnet. Die Leistungsanschlüsse 14, 16 sind dagegen außerhalb des Hohlraums an einer Außenfläche 42 der Gehäusewand 44 angeordnet, sodass sie zum elektrischen Verbinden mit einer nicht weiter dargestellten elektrischen Anlage von außerhalb des Ge- häuses 12 zugänglich sind. Fig. 1 shows a perspective and schematic representation of a contactor 10 as an electromechanical switching device according to the prior art. The contactor 10 has a housing 12, which has a first and a second power connection 14, 16 and two control connections not shown in FIG. Furthermore, a switching unit 24 arranged in the housing 12, which has a first and a second switching terminal 26, 28, is shown in dashed lines. The first switching connection 26 is connected to the first power connection 14 by means of a first electrical line 34, and the second switching connection 28 is connected to the second power connection 16 by means of a second electrical line 36. The switching unit 24 has an electromechanical switching element 38 connected to the switching terminals 26, 28 for alternately establishing and interrupting an electrical connection between the first and the second switching terminals 26, 28, resulting in a respective switching state. The switching unit 24 is presently designed as a closer. The switching unit 24 with its switching terminals 26, 28 and the lines 34, 36 are arranged in a housing formed by a wall 44 of the housing 12 cavity. The power terminals 14, 16, however, are arranged outside the cavity on an outer surface 42 of the housing wall 44, so that they are accessible for electrical connection to an electrical system, not shown, from outside the housing 12.

Im Hohlraum des Gehäuses 12 ist ferner ein Aktuator 40 zum mechanischen Betätigen des Schaltelements 38 angeordnet, um jeweils einen der Schaltzustände einzustellen. Der Aktuator 40 ist vorliegend durch eine Hubmag- netspule mit einem Blechpaket gebildet. Ein in der Hubmagnetspule bewegbar gelagerter Anker koppelt das ebenfalls bewegbar gelagerte elektromechanische Schaltelement 38. Der Anker sowie das Blechpaket sind in der Fig. 1 nicht dargestellt. An die Leistungsanschlüsse 14, 16 sind jeweils elektrische Leitungen 18, 22 der elektrischen Anlage angeschlossen, mit denen das Schütz 10 an die nicht weiter dargestellte elektrische Anlage elektrisch angeschlossen ist. Das Gehäuse 12 weist ferner an der Außenwand 42 gegenüberliegend jeweils einen Flansch 54 als Befestigungselement des Gehäuses 12 auf. Jeder Flansch 54 ist mit einem Träger 56 eines nicht weiter dargestellten Aluminiumchassis mechanisch verbunden. Die Verbindung ist vorliegend durch eine nicht weiter dargestellte Schraubverbindung ausgeführt. In the cavity of the housing 12, an actuator 40 for mechanically actuating the switching element 38 is further arranged to adjust each one of the switching states. The actuator 40 is presently formed by a Hubmag- net coil with a laminated core. An armature movably mounted in the lifting magnet coil couples the likewise movably mounted electromechanical switching element 38. The armature and the laminated core are not shown in FIG. To the power terminals 14, 16 respectively electrical lines 18, 22 of the electrical system are connected, with which the contactor 10 is electrically connected to the electrical system, not shown. The housing 12 also has on the outer wall 42 opposite each one flange 54 as a fastening element of the housing 12. Each flange 54 is mechanically connected to a carrier 56 of an aluminum chassis, not shown. The connection is in the present case carried out by a screw connection, not shown.

Fig. 2 zeigt nun eine erste Ausgestaltung eines Schützes 20 gemäß der Erfindung, welche auf dem Schütz 10 gemäß Fig. 1 basiert. Auch das Schütz 20 weist als elektromechanische Schalteinrichtung ein Gehäuse 12 auf, welches im Wesentlichen hinsichtlich seines Aufbaus dem Gehäuse 12 ent- spricht, wie es bereits zur Fig. 1 erläutert worden ist. Auch die durch das Gehäuse umschlossenen aktiven Elemente wie die Schalteinheit 24 und der Aktuator 40 sowie die Leistungsanschlüsse 14 und 16 entsprechend dem, was bereits zur Fig. 1 erläutert wurde, weshalb diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen zur Fig. 1 verwiesen wird. Das Gleiche gilt im Übrigen auch für die Befestigungsflansche 54 sowie die Leitungen 18, 22, mit denen das Schütz 20 an die elektrische Anlage angeschlossen ist. Vorliegend ist das Gehäuse 12 aus Aluminiumdruckguss gebildet. FIG. 2 now shows a first embodiment of a contactor 20 according to the invention, which is based on the contactor 10 according to FIG. The contactor 20 also has, as an electromechanical switching device, a housing 12 which essentially corresponds to the housing 12 in terms of its construction, as has already been explained with reference to FIG. Also, the active elements enclosed by the housing such as the switching unit 24 and the actuator 40 and the power terminals 14 and 16 in accordance with what has already been explained for Fig. 1, for which reference is made in this regard to the corresponding embodiments of FIG. Incidentally, the same applies to the mounting flanges 54 and the lines 18, 22, with which the contactor 20 is connected to the electrical system. In the present case, the housing 12 is formed of die-cast aluminum.

Abweichend von der Ausgestaltung gemäß dem Stand der Technik, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, weist das Gehäuse 12 an seiner Außenseite 42 einer Gehäusewand 44 eine Kontaktfläche 46 zum thermischen Koppeln einer gehäuseexternen Wärmesenke 48 und an einer der Außenseite 42 gegenüberliegenden Innenseite 50 der Gehäusewand 44 ein Wärmeleitelement 52 zum gehäuseinnenseitigen Führen von Wärme von der Schalteinheit 24 und dem Aktuator 40 zur Kontaktfläche 46 auf. Vorliegend ist die Kontaktfläche 46 an der Außenseite 42 der Gehäusewand 44 durch eine besondere Oberflächenbearbeitung ausgebildet, sodass eine gute thermische Kontaktierung ermöglicht ist. An der gegenüberliegenden Innenseite 50 der Gehäusewand 44 ist als Wärmeleitelement 52 ein Gap-Filler vorgesehen, der vorliegend aus Silikon gebildet ist. Dadurch ist es möglich, sowohl den Aktuator 40 als auch die Schalteinheit 24 thermisch anzukoppeln, weil nämlich der Gap-Filler 52 vorliegend auch isolierende Eigenschaften aufweist, wodurch der bestimmungsgemäße Betrieb hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften des Schützes 20 im Wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Es erfolgt also ein Wärmefluss über den Gap-Filler 52 durch die Gehäusewand 44 zur Kontaktfläche 46, wo eine geeignete Wärmesenke 48 thermisch angekoppelt werden kann, um einen zusätzlichen Wärmeableitungspfad bereitzustellen. Dadurch kann eine verbesserte Kühlung des Schützes 20 erreicht werden, wodurch Peak-Ströme entsprechend höher verkraftet und ein Zeitdauern hierfür entsprechend verlängert werden kann. Notwithstanding the embodiment according to the prior art, as shown in Fig. 1, the housing 12 has on its outer side 42 of a housing wall 44, a contact surface 46 for thermally coupling a housing-external heat sink 48 and on one of the outside 42 opposite inner side 50 of Housing wall 44, a heat conducting element 52 for intra-housing heat transfer from the switching unit 24 and the actuator 40 to the contact surface 46. In the present case, the contact surface 46 is formed on the outer side 42 of the housing wall 44 by a special surface treatment, so that a good thermal contact is made possible. On the opposite inner side 50 of the housing wall 44, a gap filler is provided as the heat-conducting element 52, which in the present case is made of silicone. This makes it possible to thermally couple both the actuator 40 and the switching unit 24, because in the present case the gap filler 52 in the present case also has insulating properties, whereby the intended operation with respect to the electrical properties of the contactor 20 is substantially not affected. So it takes place Heat flux via the gap filler 52 through the housing wall 44 to the contact surface 46 where a suitable heat sink 48 may be thermally coupled to provide an additional heat dissipation path. As a result, an improved cooling of the contactor 20 can be achieved, whereby peak currents can handle correspondingly higher and a period of time can be extended accordingly.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Schützes 30 als elektromecha- nische Schalteinrichtung gemäß der Erfindung, die dem Grunde nach auf der ersten Ausgestaltung gemäß Fig. 2 basiert, weshalb ergänzend auf die Ausführungen zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 verwiesen wird. 3 shows a further embodiment of a contactor 30 as an electromechanical switching device according to the invention, which is basically based on the first embodiment according to FIG. 2, for which reason reference is made to the comments on the embodiment according to FIG.

Im Unterschied zur Ausgestaltung nach Fig. 2 weist die Ausgestaltung gemäß Fig. 3 Befestigungsflansche 54 auf, die im oberen Bereich des Gehäu- ses 32 des Schützes 30 angeordnet sind. Vorliegend ist vorgesehen, dass die Kontaktfläche 46 unmittelbar benachbart zum Flansch 54 des Gehäuses 32 ausgebildet ist. Eine Wärmesenke wird hier durch das Aluchassis 56 bereitgestellt. Darüber hinaus ist eine weitere Kontaktfläche 46 benachbart zum Flansch 54 des Gehäuses 32 in einem für die Befestigung der Schalteinrichtung 30 ungenutzten Bereich angeordnet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist hier als Wärmesenke 48 eine Kühlplatte angeordnet, die mit einer Wärmeabführfläche die Kontaktfläche 46 des Gehäuses 32 kontaktiert und Wärme von der Kontaktfläche 46 hin zur Wärmesenke 48 abführt. Die Wärmesenke 48 um- fasst vorliegend einen Kühlkörper 60, der nicht weiter bezeichnete Kühlrippen aufweist. In contrast to the embodiment according to FIG. 2, the embodiment according to FIG. 3 has fastening flanges 54, which are arranged in the upper area of the housing 32 of the contactor 30. In the present case, it is provided that the contact surface 46 is formed directly adjacent to the flange 54 of the housing 32. A heat sink is provided here by the aluminum chassis 56. In addition, a further contact surface 46 adjacent to the flange 54 of the housing 32 is disposed in an unused for the attachment of the switching device 30 area. As can be seen from FIG. 3, a cooling plate is arranged here as a heat sink 48, which contacts the contact surface 46 of the housing 32 with a heat removal surface and dissipates heat from the contact surface 46 to the heat sink 48. In the present case, the heat sink 48 comprises a heat sink 60 which has cooling fins not further described.

Die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. So kann natürlich die Anordnung der Kontaktfläche sowie des Wärmeleitelements variieren, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen. Natürlich können auch mehr als lediglich eine einzige Kontaktfläche und ein einziges Wärmeleitelement vorgesehen sein. Darüber hinaus können phasenwechselnde Materialien appliziert werden, welche beispielsweise bei Raumtemperatur trocken beziehungsweise fest sind und bei zunehmender Erwärmung erweichen und die Kontaktfläche beziehungsweise die Wärmeabführfläche weitgehend vollständig benetzen. Dadurch kann eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen den Oberflächen erreicht werden. Insgesamt erreicht die Erfindung, dass ein Wert für einen Peak-Strom beziehungsweise ein Wert für eine Zeitdauer hiervon aufgrund der verbesserten Kühlung der elektromechanischen Schalteinrichtung vergrößert werden kön- nen. Darüber hinaus können definierte Wärmeableitungspfade innerhalb der elektromechanischen Schalteinrichtung geschaffen werden, sodass thermisch wenig beanspruchte Bereiche im Gehäuse der elektromechanischen Schalteinrichtung geschaffen werden können. Darüber hinaus sind die hierdurch geschaffenen Wärmeableitungspfade unabhängig von angeschlosse- nen Leitungen, mittels denen die elektromechanische Schalteinrichtung an die elektrische Anlage angeschlossen ist. Insgesamt kann durch die Erfindung eine längere Lebensdauer der elektromechanischen Schalteinrichtung erreicht werden. Dies kann erreicht werden, ohne dass ergänzender Montageaufwand bei der Montage der elektromechanischen Schalteinrichtung er- forderlich zu sein braucht. The embodiments described above are merely illustrative of the invention and are not limiting for this. Thus, of course, the arrangement of the contact surface and the heat-conducting element vary without departing from the spirit of the invention. Of course, more than just a single contact surface and a single heat conducting element can be provided. In addition, phase-changing materials can be applied, which are dry or solid, for example, at room temperature and soften with increasing warming and largely completely wet the contact surface or the heat removal surface. Thereby, an improved heat transfer between the surfaces can be achieved. Overall, the invention achieves that a value for a peak current or a value for a period of time thereof can be increased due to the improved cooling of the electromechanical switching device. In addition, defined heat dissipation paths can be created within the electromechanical switching device, so that thermally little stressed areas can be created in the housing of the electromechanical switching device. In addition, the heat dissipation paths created thereby are independent of connected lines, by means of which the electromechanical switching device is connected to the electrical system. Overall, a longer life of the electromechanical switching device can be achieved by the invention. This can be achieved without the need for additional installation effort during assembly of the electromechanical switching device.

Darüber hinaus ist anzumerken, dass die für die elektromechanische Schalteinrichtung beschriebenen Vorteile und Merkmale ebenso für eine elektrische Anlage mit einer solchen elektromechanischen Schalteinrichtung sowie für ein Kraftfahrzeug hiermit gelten. In addition, it should be noted that the advantages and features described for the electromechanical switching device also apply to an electrical system with such an electromechanical switching device and for a motor vehicle hereby.

Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. Natürlich können Funktionen, insbesondere auch in Bezug auf die Ausgestaltung des Wärmeleitelements variieren, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen. Schließlich ist anzumerken, dass die für die erfindungsgemäße elektromechanische Schalteinrichtung beschriebenen Vorteile und Merkmale sowie Ausführungsformen gleichermaßen für die entsprechende elektrische Anlage und das entsprechende Kraftfahrzeug gelten und umgekehrt. Weiterhin können für Vorrichtungs- merkmale entsprechende Verfahrensmerkmale und umgekehrt vorgesehen sein. The embodiments are only illustrative of the invention and are not limiting for these. Of course, functions, in particular also with regard to the configuration of the heat-conducting element, can vary without departing from the spirit of the invention. Finally, it should be noted that the advantages and features and embodiments described for the electromechanical switching device according to the invention apply equally to the corresponding electrical system and the corresponding motor vehicle and vice versa. Furthermore, corresponding device features and vice versa can be provided for device features.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: CLAIMS:

Elektromechanische Schalteinrichtung (20, 30) mit: Electromechanical switching device (20, 30) with:

- einem Gehäuse (12, 32), welches wenigstens einen ersten und einen zweiten Leistungsanschluss (14, 16) sowie wenigstens zwei Steueranschlüsse aufweist, a housing (12, 32) which has at least one first and one second power connection (14, 16) and at least two control connections,

- wenigstens einer im Gehäuse (12, 32) angeordneten Schalteinheit (24), die einen ersten und einen zweiten Schaltanschluss (26, 28) aufweist, wobei der erste Schaltanschluss (26) mittels einer ersten elektrischen Leitung (34) an den ersten Leistungsanschluss (24) und der zweite Schaltanschluss (28) mittels einer zweiten elektrischen Leitung (36) an den zweiten Leistungsanschluss (16) angeschlossen ist, wobei die Schalteinheit (24) ein an die Schaltanschlüsse (26, 28) angeschlossenes elektromechanisches Schaltelement (38) zum abwechselnden Herstellen und Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltanschluss (26, 28) aufweist, woraus sich ein jeweiliger Schaltzustand ergibt, und at least one switching unit (24) arranged in the housing (12, 32), which has a first and a second switching terminal (26, 28), the first switching terminal (26) being connected to the first power terminal (31) by means of a first electrical lead (34). 24) and the second switching connection (28) is connected to the second power connection (16) by means of a second electrical line (36), wherein the switching unit (24) comprises an electromechanical switching element (38) connected to the switching connections (26, 28) for alternation Establishing and interrupting an electrical connection between the first and the second switching terminal (26, 28), resulting in a respective switching state, and

- einem im Gehäuse (12, 32) angeordneten und an die wenigstens zwei Steueranschlüsse angeschlossenen elektromechanischen Aktuator (40) zum Betätigen des Schaltelements (38), um jeweils einen der Schaltzustände einzustellen, a electromechanical actuator (40) arranged in the housing (12, 32) and connected to the at least two control terminals for actuating the switching element (38) in order in each case to set one of the switching states,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das Gehäuse (12, 32) an einer Außenseite (42) einer Gehäusewand (44) eine Kontaktfläche (46) zum thermischen Koppeln einer gehäuseexternen Wärmesenke (48) und an einer der Außenseite (42) gegenüberliegenden Innenseite (50) der Gehäusewand (44) ein Wärmeleitelement (52) zum gehäuseinnenseitigen Führen von Wärme von der Schalteinheit (24) und/oder dem Aktuator (40) zur Kontaktfläche (46) aufweist. the housing (12, 32) on an outer side (42) of a housing wall (44) has a contact surface (46) for thermally coupling a housing-external heat sink (48) and an inner side (50) of the housing wall (44) opposite the outer side (42). a Wärmeleitelement (52) for intra-housing heat transfer from the switching unit (24) and / or the actuator (40) to the contact surface (46).

Schalteinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (46) zumindest teilweise durch ein Befestigungselement (54) des Gehäuses (12, 32) gebildet ist. Switching device according to claim 1, characterized in that the contact surface (46) at least partially by a fastening element (54) of the housing (12, 32) is formed.

Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (46) zumindest teilweise benachbart zum Befestigungselement (54) des Gehäuses (12, 32) in einem für eine Befestigung der elektromechanischen Schalteinrichtung (20, 30) ungenutzten Bereich angeordnet ist. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (40) eine Hubmagnetspule mit einem Blechpaket aufweist, wobei das Blechpaket als Wärmeleitelement (52) mit der Kontaktfläche (46) thermisch gekoppelt ist. Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the contact surface (46) at least partially adjacent to the fastening element (54) of the housing (12, 32) in a for an attachment of the electromechanical switching device (20, 30) unused area is arranged. Switching device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the actuator (40) has a Hubmagnetspule with a laminated core, wherein the laminated core is thermally coupled as a heat conducting element (52) with the contact surface (46).

Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (52) ausgebildet ist, eine vorgegebene Wärmeleitfähigkeit bereitzustellen, die größer ist als 1 W/m K, und/oder das Wärmeleitelement (52) ausgebildet ist, eine vorgegebene Wärmekapazität bereitzustellen, die größer ist als 0,4 kJ/kg K.. Switching device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heat-conducting element (52) is designed to provide a predetermined thermal conductivity which is greater than 1 W / m K, and / or the heat-conducting element (52) is formed, a predetermined heat capacity which is greater than 0.4 kJ / kg K ..

Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement (52) einen Hohlraum mit einem Stoff aufweist, der im bestimmungemäßen Betrieb bei Wärmeaufnahme eine Phasenumwandlung vollzieht. Switching device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the heat-conducting element (52) has a cavity with a substance that undergoes a phase transformation in the intended operation when heat absorption.

Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12, 32) aus Aluminium mittels Spritzgießen oder Druckgießen hergestellt ist. Switching device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the housing (12, 32) is made of aluminum by means of injection molding or die casting.

Elektrische Anlage für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektromechanischen Schalteinrichtung (20, 30) sowie einer Haltevorrichtung (58) für die elekt- romechanische Schalteinrichtung (20, 30), wobei die Haltevorrichtung (58) eine Befestigungseinheit (56) zum Verbinden mit einem Befestigungselement (54) eines Gehäuses (12, 32) der elektromechanischen Schalteinrichtung (20, 30) aufweist, Electrical system for a motor vehicle, comprising an electromechanical switching device (20, 30) and a holding device (58) for the electromechanical switching device (20, 30), wherein the holding device (58) has a fastening unit (56) for connecting to a fastening element (56). 54) of a housing (12, 32) of the electromechanical switching device (20, 30),

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die elektromechanische Schalteinrichtung (20, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist und die Haltevorrichtung (58) eine mit einer Wärmesenke (48) thermisch koppelbare Wärmeabführfläche zum thermischen Kontaktieren einer Kontaktfläche (46) des Gehäuses (12, 32) der elektromechanischen Schalteinrichtung (20, 30) und zum Abführen von Wärme von der Kontaktfläche (46) hin zur Wärmesenke (48) aufweist. the electromechanical switching device (20, 30) is designed according to one of the preceding claims and the holding device (58) with a heat sink (48) thermally coupled heat removal surface for thermal contacting a contact surface (46) of the housing (12, 32) of the electromechanical switching device ( 20, 30) and for dissipating heat from the contact surface (46) toward the heat sink (48).

Elektrische Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeabführfläche mit einem Kühlkörper (60) thermisch gekoppelt ist. Electrical system according to claim 8, characterized in that the heat dissipation surface is thermally coupled to a heat sink (60).

10. Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine elektrische Anlage nach Anspruch 8 oder 9. 10. Motor vehicle, characterized by an electrical system according to claim 8 or 9.