專利名稱：用于起動裝置的電磁開關以及用于接通該電磁開關的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于起動裝置的電磁開關以及該電磁開關的一種工作方法。
背景技術：
由德國的公開文獻DE 195 49 179 Al已知一種用于起動裝置的電磁開關(起動繼電器)。這個開關具有兩個觸頭，這些觸頭在那里被稱為接線柱。兩個觸頭通過可活動的接觸橋能導電地彼此連接，以將電流從與起動機電池的正極連接的接線柱繼續傳導到一個接線柱，并且由此將電壓施加到起動電動機(在那里未詳細示出)上。由DE 10 2004 017 160 Al已知另一種用于起動裝置的繼電器。這個繼電器具有所謂的本身有彈性的接觸橋， 在該接觸橋中，在接觸橋和配對觸頭之間接觸之后通過接觸橋的彈性，在接觸橋或者更確切地說其表面和配對觸頭之間產生橫向力。
發明內容
與此相對，應進一步改進在接觸橋和配對觸頭之間的接觸。通過建議的解決方案力爭實現，在觸頭的接觸表面和接觸橋的表面之間產生在這兩個提供接觸的表面之間的刮削運動并由此通過觸頭的接通運動將污物和其它物質去除。 對于所有最初的四個替代方案共同的是，電磁開關具有兩個觸頭，這兩個觸頭通過一個可活動的接觸橋能導電地彼此連接。此外，對于這些方案共同的是至少一個觸頭具有一個接觸表面。通過第一種替代方案規定，所述接觸表面至少基本上是平的并且接觸橋的在接觸橋和觸頭之間提供電接觸的棱邊被設置成，這個棱邊從碰到接觸表面起能夠使觸頭和接觸橋之間基本上形成線接觸。這具有如下優點與迄今已知的解決方案相比，在兩個提供接觸的元件之間可以達到比較高的表面壓力。這是在接觸面之間的質量高的清理作用以及在接觸橋和接觸表面之間的盡可能好的刮削作用的前提條件。依據第二種替代方案規定，在觸頭和接觸橋之間實現至少一個點接觸。對此規定， 觸頭的接觸表面具有多個凸起，這些凸起的最高區域基本上位于一個平面內。接觸橋的在接觸橋和觸頭之間提供電接觸的棱邊被設置成，這個棱邊從碰到接觸表面起能夠使觸頭和接觸橋之間基本上形成至少一個點接觸。基本上形成“線接觸”和基本上“點接觸”的意思是，在基本上形成線接觸的情況中，在接觸橋和觸頭之間的提供接觸的接觸面非常狹窄并且為此比較長。點接觸的意思是， 在接觸橋和觸頭之間的電流通過面減小到至少一個，在必要時多個非常小的幾乎成一個點的面。依據第三種替代方案規定，接觸橋的朝向觸頭的面和接線柱的軸線兩者之間圍成一個朝向開關的中心軸線的角，該角大于90°。這個限定例如適用于電磁開關的靜止位置。第四種替代方案描述了接觸橋的朝向觸頭的面和接線柱的軸線之間圍成一個相對于開關的中心軸線朝徑向外側的角，該角大于90°。這個限定也優選地適用于電磁開關的靜止位置。
例如電磁開關的吸引繞組或者保持繞組所圍繞的軸線可以看作開關的中心軸線。 這個軸線通常也與電磁開關的磁心的中心軸線意義相同。依據在權利要求1中所述的替代方案，可以減少接觸橋在碰到要連接的觸頭時的彈跳，因為在接觸時在接觸對之間產生摩擦。這減小了產生電弧的傾向并且由此減小了觸頭和接觸橋之間的表面溫度。隨后，接觸橋以及觸頭的磨損減少，因為較少產生電弧腐蝕。 對于非常罕見的材料連接部的情況，所述的替代方案能夠使附加的橫向力作用到相應的連接部上，從而最終增加了斷開力或者說在這個連接部中作用的力。在接觸對即接觸橋和觸頭之間的摩擦破壞了在表面上的不傳導的層，從而結果產生干凈的接觸，因為能使可能出現的氧化層和/或結冰層破裂。此外，可以使接觸橋的質量降低，從而結果產生更小的彈跳傾向。 其他的優點由從屬權利要求給出。依據從屬權利要求中的一項例如規定，為了實現點接觸，觸頭的接觸表面具有槽紋，該槽紋優選地為直槽紋或者環形槽紋。對于第三種替代方案規定，所述角在91°和105°之間，優選地大約為95°。依據第四種替代方案規定，所述角在91°和120°之間。關于接觸橋的棱邊的形狀方面規定，棱邊為弧形或者直線形。在公差方面特別不敏感的是弧形的棱邊。這使得在特別節省材料的實施方式中實際上不會出現傾斜。為了使在接觸橋和與接觸橋接觸的觸頭之間的沖擊負荷保持盡可能小，本發明規定，一方面接觸橋借助于在支座中的銷子被導向，并且接觸橋在銷子和棱邊之間具有一個橫截面最大的區域并且在橫截面最大的區域和銷子之間具有一個橫截面縮小的區域。由此彎曲彈性增加。為了產生接觸橋和觸頭相接觸的接觸面的盡可能良好起作用的橫向運動，本發明規定，接觸橋包括一個垂直于銷子定向的中央表面區段，朝離開銷子的方向，至少一個外側表面區段緊接在該中央表面區段上。在中央區段和外側區段之間有一個不等于90°的角。 為了實現接觸橋盡可能好的耐久性，本發明規定，兩個觸頭中的至少一個觸頭的硬度比接觸橋的硬度小。此外，本發明規定在接觸橋和至少一個觸頭之間的摩擦系數的值在0. 1和2 之間，優選地在0.6和1之間。為了實現特別好的刮削作用，本發明規定，所述棱邊的圓角半徑小于0.3mm。此外，本發明規定，接觸橋是金屬片，該金屬片的片厚在Imm和4mm之間。 在第三種替代方案的情況下，本發明規定，接觸橋的朝向觸頭的面與觸頭的棱邊接觸。對于從接觸橋方面借助于棱邊進行接觸的情況，本發明規定，接觸橋具有多個棱邊，這些棱邊與觸頭接觸。為了優化接觸橋規定，這個接觸橋由多個層構成。優選地，在此設有一個支承層和一個固定在該支承層上的接觸層。支承層應優選地由銅合金或者銀合金或者鋼或者青銅或者黃銅制成，而接觸層由銅合金、鋅合金、金合金或者銀合金或者金屬-金屬氧化物復合材料制成。提供一種具有如所描述的電磁開關的起動裝置。所述開關是特別有利的，因為這個開關特別是在大電流應用中如起動裝置的情況可以用于減少接通問題。依據另一從屬權利要求規定，或者接觸橋通過其表面以棱邊的形式在觸頭的接觸表面上滑動，或者觸頭的接觸表面通過其表面以棱邊的形式在接觸橋上滑動。對于在接觸橋和觸頭之間產生材料連接部的情況，本發明規定，在材料連接部中的足夠大的推力負荷使這個連接部松開。 此外，提出了一種方法，通過該方法將電磁開關接通。在此，兩個觸頭通過所述一個可活動的接觸橋連接。在通過兩個觸頭中的至少一個觸頭與接觸橋接觸時，在觸頭的接觸橋和觸頭的接觸表面之間產生刮削運動。刮削運動意味著，在接觸橋和觸頭的接觸表面之間產生滑動運動(摩擦運動)。
接下來依據附圖示例性地對本發明進行詳細闡述。
附圖中
圖1以縱剖視圖示出了起動裝置，
圖2示出了依據第一種實施例的電磁開關的縱剖視圖，
圖3示出了接觸橋的側視圖，
圖4示出了接觸橋的俯視圖，
圖5示出了圖3和圖4的依據第一種實施例的接觸橋的三個不同的橫截面，
圖6示出了接線柱的觸頭的俯視圖，
圖7示出了依據圖6的接線柱觸頭的剖視圖，
圖8示出了依據第二種實施例的接線柱151和接觸橋的側視圖，
圖9示出了依據圖8的第二種實施例的第二側視圖，
圖10示出了第三種實施例的側視圖，
圖11示出了開關的第四種實施例，該開關的接觸橋處于另一位置，
圖12在原理上示出了作為按照圖2的實施例的變型實施方式的第五種實施例，
圖13示出了多個接線柱與接觸橋的配對的第六種實施例，
圖14示出了接觸橋和多個接線柱的配對的第七種實施例，
圖15示出了接觸橋和兩個接線柱的配對的第八種實施例，
圖16和圖17各示出了接觸橋的一種替代的實施例，
圖18和圖19示出了用于接觸橋的兩種其它的替代方式，
圖20示出了在這里從原理上示出的接觸橋的剖視圖，
圖21示出了由接觸橋和觸頭表面的另一特別有利的組合的側向剖視圖，
圖22A示出了一個圖表，在該圖表中示出了各種不同參數的關系，
圖22B示出了半個接觸橋，該半個接觸橋標有對于圖21A很重要的各種不同的尺寸。
具體實施例方式圖1以縱剖視圖示出了起動裝置。在圖1中示出了起動裝置10。這個起動裝置 10例如具有起動電動機13和電磁開關16，該電磁開關在這里被構造為起動繼電器。所述起動電動機13和開關16固定在一個共同的驅動端軸承蓋19上。所述起動電動機13在功能上用于當起動小齒輪22嚙合到內燃機(這里未示出)的齒圈25中時，驅動起動小齒輪 22。起動電動機13具有作為殼體的極管觀，所述極管在其內周上支承多個極靴31，這些極靴分別被一個勵磁繞組34纏繞。代替電激勵，也考慮定子的永磁激勵。極靴31又包圍著電樞37，該電樞具有一個由薄片40構成的電樞鐵心43和一個設置在多個槽46中的電樞繞組49。電樞鐵心43壓緊在驅動軸44上。此外，在驅動軸44的遠離起動小齒輪22的端部上還安裝了換向器52，所述換向器52尤其由多個單個的換向器薄片55構成。換向器薄片55通過已知的方法與電樞繞組49電連接，使得在通過電刷58給換向器薄片55通電時產生電樞37在極管28中的旋轉運動。設置在起動繼電器16和起動電動機13之間的電流引線61在接通狀態時不僅為電刷58而且為勵磁繞組34供電。驅動軸44在換向器一側通過軸頸64支撐在滑動軸承67中，該滑動軸承67又位置固定地保持在換向器軸承蓋70中。 所述換向器蓋70又借助于拉桿73固定在驅動端軸承蓋19中，所述拉桿73分布在極管觀的周邊上(如螺釘，例如兩個、三個或者四個)。在此，極管觀支撐在驅動端軸承蓋19上， 而且換向器軸承蓋70支撐在極管觀上。沿驅動方向看，在電樞37上連接了一個所謂的太陽輪80，該太陽輪是行星齒輪機構83的一部分。太陽輪80被多個行星齒輪86，通常是借助于滾動軸承89支撐在軸頸92 上的三個行星齒輪86包圍。行星齒輪86在內齒圈95中滾動，所述內齒圈95以外側支承在極管28中。在朝輸出側的方向，行星架98與行星齒輪86相接，軸頸92容納在所述行星架中。行星架98又支承在中間支承件101和設置在該中間支承件101中的滑動軸承104 中。中間支承件101被設計為盆形，以便于在其中容納行星架98以及行星齒輪86。此外， 在盆形的中間支承件101里還設置了內齒圈95，該內齒圈最后通過蓋107相對于電樞37封閉。中間支承件101也通過其外周邊支撐在極管觀的內側。電樞37在驅動軸44的遠離換向器52的端部上具有另一個同樣容納在滑動軸承113中的軸頸110。所述滑動軸承113 又容納在行星架98的中央孔里。行星架98與輸出軸116—體地連接。這個輸出軸116通過它遠離中間支承件101的端部119支承在另一個軸承122中，該另一軸承固定在驅動端軸承蓋19中。輸出軸116分為不同的區段接在設置在中間支承件101的滑動軸承104中的區段后面的是帶有所謂的直齒125(內齒)的區段，該直齒是所謂的軸轂連接結構的一部分。在這種情況下，這個軸轂連接結構1 使帶動件131沿軸向的直線滑動成為可能。該帶動件131是套筒狀的突出部，該突出部和自由輪機構137的盆形外圈132是一體的。這個自由輪機構137(定向制動器)此外還包括沿徑向設置在外圈132內部的內圈140。在內圈140和外圈132之間設置了夾緊體138。這個夾緊體138與內圈和外圈共同作用，防止在外圈和內圈之間朝第二個方向的相對轉動。換句話說，自由輪機構137能實現內圈140和外圈132之間只朝一個方向的相對運動。在本實施例中，所述內圈140被實施為與起動小齒輪22和該起動小齒輪的斜齒143(外斜齒)是一體的。為了完整起見，在這里還要討論嚙合機構(圖1和圖2)。所述開關16具有接線柱 150，該接線柱支承電觸頭181并且連接在起動機電池(這里未示出)的正極上。這個接線柱150和接線柱151穿過繼電器蓋153。所述繼電器蓋153封閉繼電器殼體156，該繼電器殼體借助于多個固定元件159(螺釘)固定在驅動端軸承蓋19上。在開關16中還設置了吸引繞組162和所謂的保持繞組165。所述吸引繞組162和保持繞組165兩者分別在接通狀態下產生一個電磁場，該電磁場不僅穿過繼電器殼體156(由電磁傳導性材料制成)，而且穿過可線性運動的銜鐵168和穿過銜鐵軛鐵171。所述銜鐵168具有推桿174，當線性吸引所述銜鐵168時，所述推桿174朝向開關銷177方向運動。通過推桿174朝向開關銷177運動，使這個開關銷177從其靜止位置向兩個觸頭180和181的方向移動，從而安裝在開關銷177朝向觸頭180和181的端部上的接觸橋184使兩個觸頭180和181相互電連接。由此電功率從接線柱150經過接觸橋184和接線柱151傳輸到電流引線61并由此傳輸到電刷58。所述起動電動機13在此時被通電。但是，所述開關16或者更具體地說銜鐵168還有一項任務，即，通過拉動元件187 使一個可轉動地設置在驅動端軸承蓋19中的杠桿運動。通常被構造為叉形杠桿的該杠桿 190通過兩個這里沒有示出的“尖齒”在其外周上包住兩個盤片193和194，以使夾在這兩個盤片之間的傳動環197克服彈簧200的阻力向自由輪機構137運動，并且由此使起動小齒輪22嚙合到齒圈25中。此外，圖2示出了觸頭斷開彈簧220，該觸頭斷開彈簧在切斷保持繞組165的電流之后將接觸橋184壓回到它的初始位置。觸頭斷開彈簧220為此壓靠在軸環223上，該軸環位于開關銷177上。接觸橋184在其中央具有孔226，通過該孔接觸橋184支撐在可軸向運動的導向套環232的套筒區段2 上。這個導向套環232在其外輪廓和開關銷177之間具有基本上呈圓筒形的空腔235，壓簧238又支撐在該空腔中。這個壓簧238在開關銷177 的遠離接觸橋184的端部上支撐在卡接套筒241上，該卡接套筒通過位于一個凹槽M7中的卡接元件244保持位置固定。在銜鐵168和銜鐵軛鐵171之間圍繞定位套筒241還有另一個壓簧250起作用。在圖3中示出了接觸橋184的側視圖。這個接觸橋184顯示出中央表面區段270， 該中央表面區段在其中央具有孔226(圖4)。從這個垂直于開關銷177的中央表面區段270 開始，沿徑向從孔226的中心向外并且由此朝離開開關銷177的方向首先連接一個外側表面區段273。在沿徑向與這個第一外側表面區段273相反的位置上，設有第二外側表面區段 276。兩個外側表面區段273和276具有大致圓形的輪廓。兩個外側表面區段273和276相對于中央表面區段270偏轉了角a。這個角α的值優選地在1°和15°之間，其中，優選為5°。這些外側表面區段273和276在其距離孔226的中心最遠的位置處具有棱邊279。作為特殊的實施例，針對接觸橋184規定，這個接觸橋由所謂的電解銅(E-CU57) 制成。此外規定，角α等于5°，材料的硬度在100至130HV 10之間(按照維氏硬度測量方法)。材料厚度d規定為2mm。選擇接觸橋184的長度L，使得棱邊279在觸頭180以及 181上接觸。接觸橋184的剛度處于150N/mm和250N/mm之間。在圖5中示出了接觸橋184的三個不同的橫截面。圖5的下面部分示出了在外側表面區段273的最寬部位上的最寬的橫截面四0。圖5的中間部分示出了在外側表面區段 273和中央表面區段270之間的過渡部位上的橫截面四3。在這個部位上接觸橋184收縮。 圖5的最上面部分示出了橫截面四6，該橫截面分成兩個部分橫截面四7。橫截面B-B示出了橫截面四6，該橫截面處于接觸橋184的最寬部位，并且同時從中央貫穿孔2 剖切的。 依此，圖2、3、4、5示出了接觸橋184借助于在導向套環232形式的支座中的開關銷177被導向，并且接觸橋184在開關銷177和棱邊279之間具有一個具有最大橫截面四0的區域并且在具有最大橫截面290的區域和開關銷177之間具有一個具有縮小的橫截面293的區域。關于各個不同的橫截面四0、293和297規定，對于各個橫截面四7的總和要適用以下條件該總和大于或者等于橫截面四3。
圖6示出了接線柱151的觸頭180的俯視圖。如在那里可以看到，那里示出的接線柱151設有觸頭180，該觸頭的接觸表面300具有槽紋，該槽紋為環形槽紋310。這個接觸表面300或者更具體地說其槽紋被設計成，使得如在圖7中所示在橫截面視圖中出現波浪狀的輪廓。這個波浪狀的輪廓可以例如是正弦形的輪廓或者類似的具有波浪形狀的輪廓， 即，可以是具有“山谷和山嶺”的輪廓。這里示出的槽紋是環形槽紋310，S卩，波浪狀的輪廓 303或者更具體地說其“山谷和山嶺”在示例中圍繞接線柱151的中心線306同軸地定向。在第二個實施例(圖8以及接下來的附圖)中，如由圖4已知的接觸橋184與接線柱151組成對，該接線柱的接觸表面300不是由環形槽紋310構成，而是由直槽紋309構成，見圖8。在圖8中畫出的剖切線IX-IX在圖9中示出。與此相應地，在那里示出了接線柱151、屬于該接線柱的接線柱頭部152和觸頭180的剖視圖。如那里在剖視圖中所示，可以在那里看到直槽紋309，接觸橋184的棱邊279位于該直槽紋上。參照圖8在那里示出了，在接通時即在接觸橋184和觸頭180之間接觸時，多個不同的區段如何運動。因此，在圖8右邊緣的箭頭以附圖標記V184示出了速度，即，接觸橋184 為了在觸頭180和接觸橋184產生接觸的運動。在棱邊279碰到觸頭180之后，通過接觸橋184的運動和在外側表面區段273和中央表面區段270之間的傾斜角α，棱邊279以很短的運動距離沿附圖標記V279標出的箭頭方向運動。參照圖9，這意味著，棱邊279在直槽紋209上朝向觀察者的方向滑動。第一實施例以及第二實施例示出了用于起動裝置10的電磁開關16，其中，這個電磁開關16具有兩個觸頭180和181，這兩個觸頭能通過可活動的接觸橋184可導電地相互連接。在此規定，兩個觸頭180以及181中的至少一個觸頭優選地具有與一個接線柱151 或者150固定連接的接觸表面130。在此，接觸表面300具有多個凸起，這些凸起優選地基本上位于一個平面內。接觸橋184的在接觸橋184和觸頭之間提供電接觸的棱邊279被設置成，這個棱邊自從碰到接觸表面300之后能夠使觸頭180、181和接觸橋184之間基本上形成多點接觸。按照直槽紋309的定向或者更確切地說直槽紋309的各個凸起相對于棱邊 279的相對位置，在觸頭180以及181和接觸橋184之間最初也可以只形成單點接觸。直槽紋309理想上應被實施為正弦形的縱向槽紋。鑒于觸頭180或者181和接觸橋184的相互作用，以下條件應適用觸頭180或者181的硬度應小于或者等于接觸橋184 的硬度。由此應確保不是接觸橋184而是觸頭180以及181磨損。圖10示出了包括如由圖4已知的接觸橋184和接觸表面300至少基本上為平面的觸頭180的第三種實施例。接觸橋184如在按照圖8的實施例中相應地運動。也就是， 棱邊279橫向于繪出的接線柱151的縱軸線312運動。在此，棱邊279沿著接觸表面300 刮削。用肉眼可觀察到，對于在接觸橋184和接觸表面300之間的接觸面產生線條形狀。與此相應地，按照圖10的實施例示出了用于起動裝置10的帶有兩個觸頭180、 181的電磁開關16，這兩個觸頭通過可活動的接觸橋184可導電地彼此連接，其中，兩個觸頭180或者181中的至少一個觸頭優選地具有與接線柱151固定連接的接觸表面300。在此規定，接觸表面300至少基本上是平的并且接觸橋184的在接觸橋184和觸頭180、181 之間提供電接觸的棱邊279被設置成，這個棱邊自從碰到接觸表面300起能夠使觸頭180、 181和接觸橋184之間基本上形成線接觸。依據圖8可以說明針對在這里接觸橋184和觸頭180或者觸頭181以及外側表面區段276如何彼此定向的方式的另一限定。在外側表面區段276和接線柱151的縱軸線 312之間可以形成一個角β，這個角例如位于由縱軸線312和孔226的中心軸線(圖4)確定的平面中。這個孔226的中心軸線具有附圖標記315并且與開關銷177的運動軸線重合 (也見圖2)。依據這個限定，設計了一種用于起動裝置10的電磁開關16，該電磁開關具有兩個觸頭180和181，這兩個觸頭通過可活動的接觸橋184可導電地彼此連接，其中，兩個觸頭 180或181中的至少一個觸頭優選地具有與接線柱151、150固定連接的接觸表面300，其中，接觸橋184的朝向觸頭180的面318和接線柱151的縱軸線312兩者之間圍成一個朝向開關16的中心軸線315的角β，該角大于90°。這個限定適用于開關橋184的靜止位置以及直至在接觸橋184與表面300剛好不接觸或者說沒有作用力地接觸時所處的位置。 關于角β規定，該角在91°到105°之間，優選地為大約95°。在圖11中示出了開關16的第四種實施例。因為按照圖11的開關的細節與依據圖2的開關的細節僅在少許細節處有區別，所以接下來僅詳細討論不同之處。依據圖2的接觸橋184具有外側表面區段276以及273，這些區段朝向觸頭180以及181方向傾斜或者說彎曲，而在這里接觸橋184的外側表面區段276和273不向觸頭180 以及181傾斜，而是朝離開這些觸頭的方向傾斜。與此相應地，與按照圖2的實施例和中央表面區段270相比，傾斜角α具有不同的符號。角β在此定義為在接觸橋184的朝向觸頭180的面318和接線柱151的縱軸線312之間的角。角β在此的定向使得這個角位于由縱軸線312和中心軸線315確定的平面內。角β在此朝向徑向外側并且大于90°。關于角β規定，這個角在91°和120°之間。這個參數規定是針對接觸橋184在靜止狀態時以及在這個接觸橋與接觸表面180接觸之前的位置。在依據圖11的例子中，例如設計觸頭 180以及181，使得這些觸頭具有棱邊320，該棱邊自接觸橋184碰到接觸表面300的時刻起，引起在接觸橋184和觸頭180或者181之間的橫向于中心軸線315的相對運動。在這種情況下，觸頭180或者181的棱邊320在接觸橋184上刮削。關于角α規定，這個角具有在-1°和-30°之間的值。角度的選擇在此取決于接觸對之間的摩擦系數。這里對于摩擦系數高的情況，角度要寧可較小，而摩擦系數低時大的角度更合適。依據圖12的第五實施例以原理性的視圖示出了兩個接線柱150和151，這兩個接線柱以它們的接觸表面300朝向外側表面區段273和276。接觸橋184橫向于中心軸線315 的長度在此比兩個接線柱150和151彼此之間的最大距離更大。因此，外側表面區段273 以及276不是以它們棱邊中的一條抵靠在接線柱150以及151的表面300上刮削。在這種情況下，接觸橋184抵靠在觸頭180以及181的尖的棱邊330上而接通。在按照圖12的實施例的變型實施方式中，依據圖13的接觸橋184不是抵靠在接線柱151以及150的最靠外的棱邊上而是抵靠在傾斜的棱邊333上接通。在圖14中示出了接觸橋184和接線柱151以及150組成對的第七種實施例。這個第七種實施例是按照圖13的實施例的變型實施方式并且與該實施例區別在于，接觸橋184 不再突出于兩個接觸表面300或者說接線柱151以及150的最靠外的輪廓。在這里，接觸橋184抵靠在接線柱150以及151的傾斜的棱邊333上而接通。在圖15中示出了接觸橋184和兩個接線柱150以及151組成對的另一種即第八種實施例。兩個接線柱151以及150在它們接線柱頭部152朝向彼此的區域中設有兩個斜面336。這兩個斜面336雖然基本上朝向彼此，但不相互平行。設有接觸橋184，其長度比斜面336彼此之間的最大距離更短，但比兩個斜面336彼此之間的最小距離更大。在這個實施例中，外側表面區段273以及276的棱邊279在斜面336上刮削。在圖16中以另一替代的實施例示出了接觸橋184。這個接觸橋也具有一個中央表面區段270和兩個外側表面區段273以及276。中央表面區段270在其中央同樣具有孔 226。例如與按照圖3和圖4的實施例不同，棱邊279沒有被實施為圓形，而是被實施為直線形。與按照圖3和圖4的實施例類似地，外側表面區段273以及276同樣相對于中央表面區段270成一個角α。作為依據圖16的實施方式的替代方式，如在圖17中所示，接觸橋184可以具有兩個外側表面區段273以及276，與按照圖16的實施例不同，這些表面區段開有切口，使得相應的表面區段被構造為兩面旗340。代替名稱旗，例如名稱金屬片凸耳也適合。圖18示出了接觸橋184，該接觸橋被構造為大致呈矩形。該接觸橋又具有一個中央表面區段270和兩個外側表面區段276和273。在表面區段270中央又設置了孔226。在圖18a中可以看到俯視圖，而在圖18b中示出了接觸橋184的剖視圖。這個剖視圖示出了外側表面區段273和276彎曲了角α。為了影響或者更確切地說提高外側表面區段273和 276的撓性，這些區段通過缺口 350與中央表面區段270連接。這些缺口可以如在這里的例子中設置在接觸橋184的面的兩側，但同樣替代地也可以設置在一側。這些缺口 350在這里被實施為半圓形的凹槽以減小接觸橋184的橫截面和彎曲剛度。依據在圖19a和圖19b中的視圖，以俯視圖和剖視圖示出了另一接觸橋184。為了減小接觸橋184的橫截面和彎曲剛度的收縮部不必如依據在圖18中所示設置在外輪廓上。 也可以在優選地被構造為矩形的接觸橋184中設置孔。在圖19中示例性地示出了兩個圓形的孔353，這些孔使橫截面縮小。所述孔可以具有任意的形狀，例如被實施為矩形或者經倒圓的。在圖20中以縱剖視圖示出了接觸橋184。這個接觸板又具有一個中央表面區段 270以及兩個外側表面區段273和276。中央表面區段270如之前的接觸橋184的實施例一樣又具有孔226。這個接觸橋184由多個層構成。第一層是支承層400，固定在這個支承層400上的第二層是接觸層403。在這里所設計的接觸橋184中，通過接觸橋184由多個層構成來優化特性。因此，第一層即支承層400作為耐久的提供穩定性和彈性的元件而具有有利特性。與此相反，接觸層403關于在接觸橋184和觸頭180或者181之間提供接觸方面具有優化的特性。本發明規定，支承層400由銅合金或者銀合金或者鋼或者青銅或者黃銅制成。對于接觸層403規定，這個接觸層由銅合金、鋅合金、金合金或者銀合金或者金屬-金屬氧化物復合材料制成。對于接線柱151以及150的觸頭180以及183，一般應滿足這些觸頭同樣由電解銅制成并且具有100到130HV10之間的硬度。通過例如按照圖4 ( “收縮”)、圖16、圖17、圖18和圖19的接觸橋184的形狀，與目前已知的接觸橋相比，彈性剛度減小。這會在與觸頭180以及181連接時引起較大的彈性變形，且具有已經描述的提高緩沖作用和破壞已形成的氧化層的優點。關于棱邊279以及320規定，這個棱邊的圓角半徑< 0. 3mm。這引起“鑿具效應”，從而棱邊279以及320移除在相應對置的觸頭中妨礙的層。接觸特性由此得以明顯改善。 在棱邊279以及320的區域中，在這里尤其會由于接通電弧產生面狀的或者線狀的非常小的材料連接部。通過這些材料連接部的撕開，相應的棱邊279或者320總是又重新磨尖，由此即使在重復接通之后，在棱邊和相對觸頭之間的特性曲線和點接觸也仍存在。此外，棱邊 279和320具有如下優點能使在觸頭180以及181上由于可能存在的空氣濕度而在所述開關中形成的結冰層斷裂。關于接觸橋184的材料厚度總的規定，相應的金屬片優選地具有1至4mm之間的厚度。此外，提出了一種用于接通電磁開關16的方法，其中，該電磁開關具有兩個觸頭 180以及181，這兩個觸頭通過可活動的接觸橋184連接。在接觸橋184與兩個觸頭180以及181中的至少一個觸頭接觸時，在接觸橋184和觸頭180或者181的接觸表面300之間產生刮削運動。或者接觸橋通過其表面以棱邊279的形式在觸頭180或者181的接觸表面 300上滑動，或者觸頭180或者181的接觸表面300通過其表面以棱邊320的形式在接觸橋 184上滑動。在接觸橋184和觸頭180以及181之間的可能出現的材料連接部應在松開的情況下通過在該材料連接部(焊接部)中的推力負荷松開。棱邊279用于在觸頭180和181的表面上刮削或者說擦拭，由此產生摩擦并最終轉換能量。要轉換的能量是接觸橋184和在接通過程期間被移動的部件例如開關銷177、卡接套筒Ml、壓簧238、導向套環232、軸環223的動能。該動能通過接觸橋184在觸頭180 以及181上的摩擦減少到如下程度，即接觸橋184的回彈基本上不再出現并且由此在觸頭 180以及181和接觸橋184之間形成電弧的傾向至少在很大程度上被減小。圖21示出了接觸橋184的側向剖視圖，該接觸橋與接線柱151的觸頭180產生電連接。如在那里可以看到，觸頭180以及其接觸表面300具有槽紋，該槽紋是環形槽紋310。 設計這個接觸表面300或者更具體地說其槽紋，使得在橫截面視圖中產生波浪狀的輪廓。 這個波浪狀的輪廓可以例如是正弦形的輪廓或者類似的具有波浪形狀的輪廓，即，具有“山谷和山嶺”的輪廓，參見圖6。這里示出的槽紋是環形槽紋310，即，波浪狀的輪廓303或者說其“山嶺和山谷”在例子中圍繞接線柱151的中心線306同軸地定向。本發明規定，接觸橋184在接通或者更具體地說提供接觸時，通過其外側表面區段276沿著波浪狀的輪廓303 的一個側面420滑動或者說摩擦。在圖22A中示出了一個圖表，在該圖表中示出了在收縮區域中的彎曲應力與收縮比例和杠桿臂比例的關系。收縮區域在此是接觸橋184的與在圖5中示出的收縮的橫截面 293相應的區域。原則上，這適用于所有橫截面減小的例如也在圖16至19中示出的接觸橋 184。在那里示出的三條曲線K25、K50和K75代表不同的參數。在曲線K25中杠桿臂比例為25 %，在K50中杠桿臂比例為50 %，在K75中杠桿臂比例為75 %。“杠桿臂比例”是指，參照圖22B，LH/L的比例=1/4 = 25%。杠桿臂比例越大，則在相同的力負荷下在橫截面293 中的應力S越大。此外還考慮了收縮比例V。V是寬度 與寬度B184的比。為了避免或者說防止彈跳并且為了將彈跳轉換成摩擦、滑動運動，本發明規定，在橫截面四3中的彎曲應力S大于20N/mm2。此外，彎曲應力S應小于100N/mm2。對于收縮比例V，期望該收縮比例小于等于75%，在此優選地大于25%。70%和35%之間的比例已經證實是特別有利的。
權利要求
1.一種用于起動裝置(10)的電磁開關(16)，所述電磁開關具有兩個觸頭(180、 181)，這兩個觸頭通過可活動的接觸橋(184)能導電地彼此連接，其特征在于，所述兩個觸頭(180、181)中的至少一個觸頭優選具有一個與接線柱(150、151)固定連接的接觸表面 (300)，其中，a)所述接觸表面(300)至少基本上是平的，并且所述接觸橋(184)的在該接觸橋 (184)和觸頭(180、181)之間提供電接觸的棱邊(279)被設置成，這個棱邊自碰到所述接觸表面(300)起能夠使觸頭(180、181)和接觸橋(184)之間基本上形成線接觸，或者b)所述接觸表面(300)具有多個凸起，這些凸起基本上位于一個平面內，并且所述接觸橋(184)的在接觸橋(184)和觸頭之間提供電接觸的棱邊(279)被設置成，這個棱邊自碰到所述接觸表面(300)起能夠使觸頭(180、181)和接觸橋(184)之間基本上形成至少一個點接觸，或者c)所述接觸橋(184)的朝向觸頭(180、181)的面(318)和接線柱(150、151)的縱軸線 (312)兩者之間圍成一個朝向所述開關(16)的中心軸線(315)的角(β )，該角大于90°， 或者d)所述接觸橋(184)的朝向觸頭(180、181)的面(318)和接線柱(150、151)的縱軸線 (312)兩者之間圍成一個相對于所述開關(16)的中心軸線(315)朝向徑向外側的角⑷， 該角大于90°。
2.按照權利要求1情形b)所述的電磁開關，其特征在于，所述接觸表面(300)具有槽紋，該槽紋優選為直槽紋(309)或者環形槽紋(310)。
3.按照權利要求1情形c)所述的電磁開關，其特征在于，所述角(β)處于91°和 105°之間，優選地大約為95°。
4.按照權利要求1情形d)所述的電磁開關，其特征在于，所述角(β)處于91°和 120°之間。
5.按照上述權利要求中的任意一項所述的電磁開關，其特征在于，所述棱邊079)為弧形或者直線形。
6.按照上述權利要求中的任意一項所述的電磁開關，其特征在于，所述接觸橋(184) 借助于在支座中的開關銷(177)被導向，并且所述接觸橋(184)在所述開關銷(177)和所述棱邊(279)之間具有一個橫截面(四0)最大的區域，并且在該具有最大橫截面Ο90)的區域和所述開關銷(177)之間具有一個橫截面( 縮小的區域。
7.按照上述權利要求中的任意一項所述的電磁開關，其特征在于，所述接觸橋(184) 包括一個垂直于所述開關銷(177)定向的中央表面區段070)，朝遠離所述開關銷(177)的方向與該中央表面區段連接有至少一個外側表面區段073 ；276)，其中，在所述中央表面區段和所述外側表面區段(173 ； 176)之間有一個角(α)，該角不等于90°。
8.按照上述權利要求中的任意一項所述的電磁開關，其特征在于，所述兩個觸頭 (180,181)中的至少一個觸頭的硬度小于或者等于所述接觸橋(184)的硬度。
9.按照上述權利要求中的任意一項所述的電磁開關，其特征在于，在所述接觸橋 (184)和所述至少一個觸頭(180、181)之間的摩擦系數的值在0. 1和2之間，優選在0.6和 1之間。
10.按照上述權利要求中的任意一項所述的電磁開關，其特征在于，所述棱邊079)的圓角半徑小于0. 3mm。
11.按照上述權利要求中的任意一項所述的電磁開關，其特征在于，所述接觸橋(184) 是金屬片，該金屬片的片厚(d)優選地在Imm和4mm之間。
12.按照權利要求1情形c)所述的電磁開關，其特征在于，在權利要求1情形c)中，所述接觸橋(184)的朝向所述觸頭(180、181)的面與所述觸頭(180、181)的一條棱邊(320)接觸。
13.按照上述權利要求1至11中的任意一項所述的電磁開關，其特征在于，所述接觸橋 (184)通過多個棱邊079)與每個觸頭(180、181)接觸。
14.按照上述權利要求中的任意一項所述的電磁開關，其特征在于，所述接觸橋(184) 由多個層構成，其中，一個層為支承層(400)并且另一個層是固定在該支承層(400)上的接觸層003)，其中，所述支承層000)由銅合金或者銀合金或者鋼或者青銅或者黃銅制成， 并且所述接觸層(40 由銅合金、鋅合金、金合金或者銀合金或者金屬-金屬氧化物復合材料制成。
15.一種起動裝置，其特征在于，所述起動裝置具有按照上述權利要求中任意一項所述的電磁開關(16)。
16.一種用于接通優選的是起動裝置(10)的電磁開關的方法，該電磁開關帶有兩個觸頭(180、181)，這兩個觸頭通過可活動的接觸橋(184)連接，其特征在于，在所述接觸橋 (184)與所述兩個觸頭(180、181)中的至少一個觸頭接觸時，在所述接觸橋(184)和所述觸頭(180、181)的接觸表面(300)之間產生刮削運動。
17.按照權利要求18所述的方法，其特征在于，或者所述接觸橋(184)通過其表面以棱邊(279)的形式在所述觸頭(180、181)的接觸表面(300)上滑動，或者所述觸頭(180、181) 的接觸表面(300)通過其表面以棱邊(320)的形式在所述接觸橋(184)上滑動。
18.按照權利要求16或者17所述的方法，其特征在于，在所述接觸橋(184)和觸頭 (180,181)之間的材料連接部通過在該材料連接部中的推力負荷而被松開。
全文摘要
本發明涉及一種用于起動裝置(10)的電磁開關(16)，所述電磁開關具有兩個觸頭(180、181)，這兩個觸頭通過可活動的接觸橋(184)能導電地彼此連接，其中，所述兩個觸頭(180、181)中的至少一個觸頭優選具有一個與接線柱(150、151)固定連接的接觸表面(300)，其中，a)所述接觸表面(300)至少基本上是平的，并且所述接觸橋(184)的在接觸橋(184)和觸頭(180、181)之間提供電接觸的棱邊(279)被設置成，這個棱邊自碰到所述接觸表面(300)起能夠使觸頭(180、181)和接觸橋(184)之間基本上形成線接觸；或者b)所述接觸表面(300)具有多個凸起，這些凸起基本上位于一個平面內，并且所述接觸橋(184)的在接觸橋(184)和觸頭之間提供電接觸的棱邊(279)被設置成，這個棱邊自碰到所述接觸表面(300)起能夠使觸頭(180、181)和接觸橋(184)之間基本上形成多點接觸；或者c)接觸橋(184)的朝向觸頭(180、181)的面(318)和接線柱(150、151)的縱軸線(312)兩者之間圍成一個朝向所述開關(16)的中心軸線的角(β)，該角大于90°；或者d)接觸橋(184)的朝向觸頭(180、181)的面(318)和接線柱(150、151)的縱軸線(312)兩者之間圍成一個相對于所述開關(16)的中心軸線朝向徑向外側的角(β)，該角大于90°。此外，本發明還提出了一種用于接通優選的是起動裝置(10)的電磁開關的方法，所述電磁開關帶有兩個觸頭(180、181)，這兩個觸頭通過可活動的接觸橋(184)連接，其中，在所述接觸橋(184)與所述兩個觸頭(180、181)中的至少一個觸頭接觸時，在所述接觸橋(184)和所述觸頭(180、181)的接觸表面(300)之間產生刮削運動。
文檔編號H01H51/06GK102265364SQ200980152621
公開日2011年11月30日 申請日期2009年10月27日 優先權日2008年10月27日
發明者C·克拉默, H·拉梅扎尼安, M·弗勒利希-施拉普 申請人:羅伯特·博世有限公司