接触器
阅读说明：本技术 接触器 (Contactor ) 是由 M.S.德尔朱迪切 J.H.梅里尔 于 2019-08-01 设计创作，主要内容包括：一种接触器(1),包括固定并连接到电路的第一导体(5)的第一接触构件(3)；通过连接器(11)连接到电路的第二导体(9)的第二接触构件(7)；其中,第二接触构件在断开位置和接通位置之间移动,在断开位置,第一和第二接触构件不接触,在接通位置,第一第二接触构件接触；致动器组件(15),其联接到第二接触构件,使得致动器组件的致动转化为第二接触构件的移动；电磁装置,包括电磁线圈(17)和致动器组件的至少一部分,其中,当线圈通电时,线圈产生磁场,从而导致致动器组件在磁场的影响下移动,这又导致第二接触构件移动；气密密封外壳(2)；其中第一和第二接触构件、连接器和致动器组件在外壳内部；并且线圈在外壳外部。(A contactor (1) comprising a first contact member (3) fixed and connected to a first conductor (5) of an electric circuit; a second contact member (7) connected to a second conductor (9) of the electrical circuit by a connector (11); wherein the second contact member moves between an off position in which the first and second contact members are not in contact and an on position in which the first and second contact members are in contact; an actuator assembly (15) coupled to the second contact member such that actuation of the actuator assembly translates into movement of the second contact member; electromagnetic means comprising an electromagnetic coil (17) and at least a part of the actuator assembly, wherein when the coil is energised the coil generates a magnetic field causing the actuator assembly to move under the influence of the magnetic field which in turn causes the second contact member to move; a hermetically sealed housing (2); wherein the first and second contact members, the connector and the actuator assembly are inside the housing; and the coil is outside the housing.)
技术领域
本发明涉及一种用于接通和断开电路的电磁接触器。
背景技术
电磁接触器用于各种应用，包括但不限于电动车辆，用于接通和断开电路。例如在WO 2008/033349或KR 20160031897A中描述的典型电磁接触器具有外壳，该外壳密封地容纳可在接触和跳闸位置之间移动的致动器和一对固定电极。通常，电极在外壳内彼此相邻放置，并且致动器具有横杆，该横杆在接触位置连接两个固定电极以接通电路。弹簧正常情况下将致动器保持在跳闸位置。接触器装有电磁线圈，当通电时，电磁线圈使致动器克服弹簧并使其变形，从而移动到接触位置。只要线圈保持通电，致动器就保持在接触位置。有时提供磁性闩锁机构来帮助致动器保持在接触位置，并减少线圈消耗的能量。为了断开电路，将线圈断电，从而释放弹簧，将致动器移动到跳闸位置。这种装置的问题在于，电极可能会变得对不准，例如，由于时间的推移或由于应力而磨损，从而阻止横杆正确地接触电极，并且还允许电弧发生。此外，迫使横杆进入与两个电极接触的位置会引起应力并损坏外壳中的密封。专利US2278971公开了一种替代装置，其中致动器具有可轴向移动的杆，而不是用于连接位于外壳同一侧的固定电极的横杆。可轴向移动的杆可移动接触和脱离第一电极，并通过导电弹簧和固定的支架状导体永久连接到第二电极。当杆轴向移动到与第一电极接触时，在两个电极之间建立电路径。这一点，再加上活动杆伸出外壳的事实，使得这种装置变得麻烦和复杂。
鉴于上述情况，本发明的一个目的是减轻和缓和上述缺点，此外，减少部件数量、产品重量和总体封装体积。
发明内容
因此，本发明提供了一种接触器，包括：
第一接触构件，其中第一接触构件固定并连接到电路的第一导体；
第二接触构件，其中第二接触构件通过连接器连接到电路的第二导体，并且其中第二接触构件在第一和第二接触构件不接触的断开位置和第一和第二接触构件接触的接通位置之间移动；
致动器组件，其中所述致动器组件联接到所述第二接触构件，使得所述致动器组件的致动转化为所述第二接触构件的移动；
电磁装置，包括电磁线圈和致动器组件的至少一部分，其中，当线圈通电时，线圈产生磁场，从而导致致动器组件在磁场的影响下移动，这又导致第二接触构件移动；以及，
外壳，其中外壳是可气密密封的，其中第一和第二接触构件、连接器和致动器组件在外壳内部。
在一种装置中，线圈布置在外壳外部。
在一种装置中，致动器组件由电磁线圈无接触地致动，即不需要电磁线圈和致动器组件之间的机械连接。在这种装置中，当线圈通电时，线圈产生磁场，并且致动器组件仅在磁场的影响下移动。
优选地，连接器是可变形的导体。优选地，连接器被布置成在第二接触构件在外壳内移动时变形。连接器可以是柔性连接器，包括但不限于线束、编织物、电线、电缆或弹簧。连接器也可以通过导电层压体形成。连接器优选是能够可逆变形的。连接器可以是可弹性变形的，例如弹簧。
优选地，第二接触构件是单点接触器。
优选地，外壳限定单个腔室，并且其中第一和第二接触构件、连接器和致动器组件被封闭在所述单个腔室内。在一个实施例中，第一和第二接触构件、连接器和致动器组件被完全限制在所述单个腔室内，使得第一和第二接触构件、连接器和致动器组件的任何部分都不会突出到外壳外部。
优选地，外壳具有第一和第二相对端，其中第一导体和第一接触构件位于外壳的第一端，第二导体和连接器的至少一部分位于外壳的第二端。优选地，第二接触构件可沿着在第一端和第二端之间延伸的外壳的纵轴移动。
优选地，第二接触构件具有靠近第一接触构件的第一端和远离第一接触构件的第二端，并且其中连接器在与第二接触构件的第一端间隔开的位置处附接到第二接触构件。
接触器可以包括具有信号电路的辅助接触机构，其中辅助接触机构被配置为由致动器组件致动，并且在所述致动时激活指示电路状态的外部信号。
在一种装置中，辅助接触机构包括：
辅助接触构件，其位于外壳内并连接到致动器组件，以便在致动器组件移动时可移动；以及
辅助电极；
其中所述致动器组件的移动导致所述辅助接触构件在脱离位置和接合位置之间移动，在脱离位置中，所述辅助接触构件和所述辅助电极不接触并且在所述信号电路中不产生电流，在接合位置中，所述辅助接触构件和所述辅助电极接触并且在所述信号电路中产生电流，其中所述辅助接触机构具有信号产生部件，所述信号产生部件被配置为基于信号电路中电流的存在或不存在来激活指示电路状态的外部信号。
优选地，致动器组件包括可在外壳内移动并具有磁性元件的活塞，其中活塞连接到第二接触构件；并且其中磁性元件与线圈电磁连通。活塞优选地可在外壳内沿着外壳的纵轴移动。
优选地，第一接触构件被配置为提供散热器，该散热器能够消散当第一和第二接触构件接触时产生的热量。在一种装置中，散热器可以由第一接触构件的导电延伸部提供。导电延伸部可以在外壳内沿着远离第一接触构件和第二接触构件的方向延伸。导电延伸部可以衬在外壳的至少一部分上。导电延伸部可以具有与外壳内壁的至少一部分互补的形状。导电延伸部可以在外壳内形成用于第一和第二接触构件、连接器和致动器组件的附加内壳。外壳和第一接触构件的这种集成提供了改进的散热，不同于现有技术，现有技术提供了隔离的外壳和接触布局。散热器还可以由第一接触构件提供，该第一接触构件比第二接触构件大得多，以便当第一和第二接触构件接触时将热量从第二接触构件传导出去。散热器提供远离第一和第二接触构件的更有效的热负荷散热。
优选地，外壳直接联接到第一导体。
优选地，在外壳内提供限定和受控的环境。该外壳可以是真空的或填充有至少一种气体，例如但不限于惰性气体或气体混合物。
外壳优选由导热和导电材料形成，例如但不限于金属。
在一种装置中，外壳是管状的，但是本发明不限于外壳的特定形状。外壳是密封的，优选是气密密封的。
本发明只需要单个移动接触构件来接通和断开电路。因为第一和第二接触构件之间的接触点位于第二接触构件的运动线上，所以接触构件不会像现有技术中带有横杆的装置那样磨损。结果，减少了电弧的形成。随着工作接触面的数量从四个减少到两个，零件数量也减少了，并且接触构件材料和重量也减少了。此外，由于提供了可变形导体，外壳，特别是其密封界面，不会受到载荷或应力，在没有可变形导体的情况下，在致动过程中载荷或应力会传递给外壳。可变形导体防止载荷和应力传递到外壳。因此，外壳的密封性受损的风险得以消除或降低。与具有横杆的传统装置相比，本发明的装置也有助于减少接触器操作期间由于振动而产生的噪声，并提高稳定性。
提供用于致动和连接的单个腔室导致接触器比具有分开的致动和连接腔室的现有技术装置具有更少的部件和更轻的重量。零件数量的减少促进了紧凑的接触器设计，并减少了制造本发明接触器所需的材料量。
本发明的接触器适用于电动车辆或电池存储解决方案，但是本发明不以任何方式局限于这种用途。
总的来说，本发明通过共线的接触、减少的部件数量、紧凑的布局和改善的散热来降低成本、重量、体积和能量。本发明的更简单和更稳健的设计减少了电路中的故障点并增加了可靠性。
除非另有说明，否则这里使用的术语“导体”应该理解为是指电导体。
附图说明
现在将参照附图描述本发明，附图仅通过示例的方式示出了本发明的实施例。在附图中:
图1和2是在垂直平面中的本发明的接触器的示意性截面图。
具体实施方式
参照图1和2，本发明提供了一种接触器1，其具有可气密密封的管状外壳2，该外壳具有第一和第二相对端2a、2b。外壳2内部具有限定和受控的环境。根据特定的要求，外壳2可以是真空的或填充有至少一种气体，例如但不限于惰性气体或气体混合物。外壳2由导热且导电的材料形成，例如金属。接触器1具有第一接触构件3。第一接触构件3被固定并连接到电路的第一导体5。第一导体5和第一接触构件3位于外壳2的第一端2a。接触器1还具有第二接触构件7，其通过连接器11连接到电路的第二导体9。第二导体9和连接器11的至少一部分位于外壳2的第二端2b。第二接触构件7具有靠近第一接触构件3的第一端7a和远离第一接触构件3的第二端7b，并且连接器11在与第二接触构件7的第一端7a间隔开的位置处附接到第二接触构件7。
第二接触构件7可在断开位置(如图1和2所示)和接通位置(未示出)之间移动，在断开位置，第一和第二接触构件3、7不接触，在接通位置，第一和第二接触构件3、7接触。第一和第二接触构件3、7之间的接触优选为单点接触。
接触器1还具有致动器组件15。致动器组件15联接到第二接触构件7，使得致动器组件15的致动转化为第二接触构件7的移动，这将在下面更详细地描述。致动器组件15包括活塞16，该活塞16联接到第二接触构件7，并且可在外壳2内沿着外壳2的纵向轴线L移动。
接触器1包括电磁装置，该电磁装置包括布置在外壳2外部的电磁线圈17和安装在活塞16上并与线圈17电磁连通的磁性元件21。当线圈17通电时，线圈17产生磁场，从而导致活塞16在磁场的影响下移动，这又导致第二接触构件7在接通和断开位置之间移动。弹簧18正常情况下保持活塞16远离第一接触构件3，使得第二接触构件7处于断开位置。当线圈17通电并使活塞16移动到接通位置时，活塞16克服弹簧18并使其变形。活塞16将第二接触构件7移动到接通位置，并且只要线圈17保持通电，第二接触构件7就保持在接通位置。提供磁性闩锁套筒20来帮助第二接触构件7保持在接通位置，并减少由线圈17消耗的能量。为了断开电路，线圈17断电，从而释放弹簧18，弹簧18使活塞16远离第一接触构件3，从而使第二接触构件7进入断开位置。围绕第二接触构件7的超程弹簧22提供第一和第二接触构件3、7的受控压缩。围绕第二接触构件7设置陶瓷屏障24。在当前描述的实施例中，致动器组件15由电磁线圈17非接触地致动，即，不需要电磁线圈17和致动器组件15之间的机械连接。当线圈17通电时，线圈17产生磁场，并且致动器组件15仅在磁场的影响下移动。
在当前描述的实施例中，外壳2限定了单个腔室23，并且第一和第二接触构件3、7、连接器11和致动器组件15被完全限制在腔室23内，使得在接触器1的使用过程中，第一和第二接触构件3、7、连接器11和致动器组件15没有突出到外壳2之外的部分。
在当前描述的实施例中，连接器11被提供为能够可逆变形的导体，其在第二接触构件7在外壳2内移动时变形。连接器11可以是柔性连接器，包括但不限于线束、编织物、电线、电缆或弹簧。连接器也可以通过导电层压体形成。
接触器1包括具有信号电路(未示出)的辅助接触机构25。辅助接触机构25被配置为由致动器组件15致动，并且在所述致动时激活指示接触器1的电路状态的外部信号。辅助接触机构25包括辅助接触构件27，其位于外壳2内并连接到致动器组件15，以便在致动器组件15移动时可移动。辅助接触结构25还包括辅助电极29。致动器组件15在外壳2内的移动导致辅助接触构件27在脱离位置(未示出)和接合位置(如图1和2所示)之间移动，在脱离位置，辅助接触构件27和辅助电极29不接触，并且在信号电路中不产生电流，在接合位置，辅助接触构件27和辅助电极29接触，并且在信号电路中产生电流。辅助接触机构具有信号产生部件(未示出)，该信号产生部件被配置为基于信号电路中电流的存在或不存在来激活一外部信号，该信号指示接触器1的电路的状态。对于本领域技术人员来说，产生这种信号的许多选择是显而易见的
第一接触构件3设置有散热器，该散热器能够消散在第一接触构件3和第二接触构件7接触时产生的热量。在当前描述的实施例中，散热器由第一接触构件3的导电延伸部31提供。导电延伸部31在外壳2内沿着远离第一接触构件3和第二接触构件7的方向延伸。导电延伸部31衬在外壳2上，并且具有与外壳2的内壁的至少一部分互补的形状。导电延伸部31形成在外壳2内的用于第一和第二接触构件3、7、连接器11和致动器组件15的附加内壳。虽然在附图中未示出，但是散热器也可以通过将第一接触构件3制成为比第二接触构件7大得多来提供，以便当第一接触构件3和第二接触构件7接触时将热量从第二接触构件7传导走。较大的第一接触构件3也有利于第一和第二接触构件3、7在接触器1内的对准。
在当前描述的实施例中，使用玻璃-金属密封件35在接触器1中的电气部件和导体9、25之间提供电绝缘和气密密封。然而，可以设想用于提供电绝缘和气密密封的其他合适的解决方案，这对本领域技术人员来说是显而易见的。
外部电弧熄灭磁体37可以设置在第一和第二接触构件3、7之间发生接触的外壳2的区域周围。
本领域技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行变化和修改。