用于车辆的功率继电器的制作方法

本发明涉及用于车辆、尤其是商用车的功率继电器。

背景技术：

按类属的功率继电器在车辆技术、尤其是在商用车中得到应用。在此，功率继电器一方面用于使车辆蓄电池与车载电网电分隔。另一方面，这样的继电器用于接通调整设备(例如，液压泵或者升降台)的电马达。这样的功率继电器必须在典型的12伏至24伏的低电压下能够接通直至约300安培的电流强度的电流并且必须相应结实地构造。通常的、用于该目的的继电器一般由金属(例如铁或钢)制成的罐形体组成，在该罐形体中容纳有磁线圈、磁轭以及与接触桥接部(双接触部)连接的磁衔铁。

为了使功率继电器联接到车辆中的待接通的负载电路上，功率继电器通常包括由金属制成的实心的联接栓(螺纹栓)，该联接栓典型地具有0.5cm至1cm的直径。这些联接栓(在其上以借助螺母(接触螺母)接触的方式紧固有待接通的负载电路的联接线路的符合规定的线缆接线夹)通常由专门的车削件形成，该车削件的制造费用较高并且相应地较贵。

上面描述的类型的功率继电器尤其是从DE 10 2010 018 755 A1、DE 10 2010 018 738 A1、DE 39 33 493 A1和US 4 595 811A公知的。

从DE 90 01 337 U1公知有另一种功率继电器，其中，联接栓分别由具有六角头的螺栓形成。这些螺栓从壳体内部被插入到壳体插座的贯通孔中，从而其中每个螺栓以其螺纹杆穿过壳体插座向外突出，而六角头嵌入壳体插座的对应的容纳部中。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提供一种用于车辆、尤其是商用车的能特别合理地制造的功率继电器。

根据本发明，该任务是通过权利要求1的特征来解决。根据本发明的功率继电器包括壳体，该壳体由联接插座和安放在其上的壳体罐形成。两个联接栓置入到联接插座中，功率继电器能经由该联接栓与待联接的外部负载电路的联接线路接触。根据本发明，在此，联接栓由特别是根据ISO 4014(或者DIN 931-1)或者ISO 4017(或者DIN 933)的标准螺栓形成。如在螺栓中通常地那样，每个联接栓包括配属有金属螺纹的螺纹杆以及相对于螺纹杆加宽的螺栓头。

通过使用标准螺栓作为联接栓，可以实现功率继电器的制造费用和制造成本的显著降低。尤其是，标准螺栓作为量产产品在商业上是能买到的。

为了实现在接触负载电路时接触螺母的简单拧紧，联接栓的各个螺栓头优选地具有非圆的外轮廓。尤其是，螺栓头在此构造成六角头。各个联接栓以非圆的螺栓头通过与联接插座形成形状锁合(Formschlussbildung)而防扭转地保持在该联接插座中。

根据本发明，联接栓以各自的螺栓头松松地嵌入到联接插座的分别对应的容纳部中。在此，术语“松松地”应理解为：联接栓与联接插座的材料不直接连接。由此，联接栓尤其是能相对于联接插座略微地运动。

在适宜的设计中，其中每个联接栓由联接导体保持，该联接导体优选地由弯曲的板材冲压件形成。在此，其中每个联接导体固定在联接插座中并在外侧包裹螺栓头，从而各个联接栓防脱落地保持在联接插座上。联接导体同时用于将负载电流引导到壳体内腔中。

在适宜的结构形式中，为了将分别配属的联接栓保持在联接插座上，其中每个联接导体在中央部段中具有孔，配属的联接栓以螺纹杆穿引通过该孔。适宜地，其中每个联接导体在中央部段的两侧分别具有固定腿，该固定腿尤其是相对于中央部段折弯了90°。在此，联接导体以固定腿固定在联接插座中。就功率继电器的特别简单的制造的意义而言，其中每个联接导体以固定腿尤其是压入到联接插座中。

在一种简单的、但同时适宜的实施中，每个联接导体还形成了为了接通负载电路而构造的(主)开关装置的固定接触部。为此，在每个联接导体的其中至少一个固定腿上构造有接触端部，各个联接导体以该接触端部伸入到壳体内腔中。接触端部承载开关装置的接触元件。优选地，联接导体的两个固定腿分别配设有伸入到壳体内腔中的接触端部，这些接触端部分别承载接触元件。因此，每个固定接触部冗余地由两个并联的子接触部形成。因此，在与形成了主开关装置的运动接触部并且在闭合位置中导电地桥接了固定接触部来闭合负载电路的接触桥接部的协作中，形成四点接触，其中，负载电路通过两个分别并联的接触点对的串联来闭合。通过该四点接触，与仅简单地构成两个固定接触部的通常的两点接触相比较，实现了在功率继电器的导通(导电)状态下的减小的过渡电阻。

优选地，每个联接导体的两个接触端部中的每一个接触端部以如下方式相对于邻接的固定腿折弯，使得分别布置在接触端部上的接触元件倾斜地朝向壳体轴线取向。固定接触部的彼此对置的接触元件由此尤其是倾斜地面向彼此。联接导体的倾斜安置的接触端部在此与接触桥接部对应，该接触桥接部V形折曲地构造或者具有至少倾斜地折弯的桥接端部。通过接触端部的倾斜位置确保的是，所有四个接触端部的接触元件与接触桥接部的对应的配对接触元件接触。

在适宜的设计变型方案中，每个联接导体的两个接触端部分别朝向彼此弯曲。利用中央部段、相对于该中央部段折弯的固定腿以及相对于固定腿又弯折的接触端部，每个联接导体因此简化地具有在一侧切开的框的形状，该框从四个侧上包裹空间容腔。

一方面为了可以将如此设计的联接导体插入、尤其是压入到联接插座中，而另一方面为了避免在联接插座中保留有将会损害功率继电器的稳定性的空腔，在一个有利的设计方案中给每个联接导体配属填充元件，该填充元件构造成与联接插座分开的部分，并且该填充元件填充或者至少在边缘侧包围由联接导体包裹的容腔。在此，填充元件尤其还用于使所配属的联接导体稳定。在制造功率继电器时，优选地将填充元件插入到各个联接导体中。然后，在插入配属的联接栓之后，将由联接导体和填充元件形成的结构单元压入到联接插座中。

联接插座优选地是塑料注塑构件。

附图说明

以下参照附图详细说明本发明的实施例。在附图中：

图1以从斜上方的立体图示出载货车用的功率继电器；

图2以分解图示出功率继电器的四个子组件，即，联接插座、壳体罐、线圈组件以及承载控制电子器件的印刷电路板；

图3以分解图示出功率继电器的联接插座以及两个联接栓，这两个联接栓具有各自附属的联接导体、各自配属的填充元件以及各自配属的辅助导体；

图4和图5分别以从两个不同的观察方向观察的立体图示出其中一个联接导体；

图6以示意图示出具有填充元件、联接导体和辅助导体的联接栓的装配；

图7以示意图示出联接插座装备有由联接栓、填充元件、联接导体和辅助导体形成的结构单元；

图8以从斜上方的立体图示出已装备的联接插座；

图9以从斜下方的立体图示出装备完成的联接插座；

图10以根据图1的横截面X-X示出已装配的功率继电器。

彼此相应的部分在所有附图中总是配设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中作为整体示出的功率继电器1包括壳体2，壳体2由两个部分，即，联接插座3和壳体罐4形成。不仅联接插座3而且壳体罐4在此都形成为塑料制成的注塑构件。

联接插座3将壳体2界定为朝向联接侧，在该联接侧，功率继电器1能与外部负载电路接触。该联接侧在以下也称为上侧5，而与功率继电器1在周围空间中的实际取向无关。壳体罐4以四个侧壁6和壳体底部7包围大约长方体形状的壳体内腔8的其余侧(图10)。壳体底部7在此使壳体2朝向背离上侧5的下侧9是封闭的(其中，术语“下侧”也与功率继电器1在周围空间中的实际取向无关地被应用)。

为了使待联接的负载电路的两根联接线路联接，在联接插座3中固定有两个实心的联接栓10，这两个联接栓10分别以螺纹杆11从壳体2向外伸出。为了使负载电路的各个联接线路联接，该联接线路的一端的线缆接线夹安放在所配属的螺纹杆11上并且借助螺母(接触螺母)进行螺旋接触。

为了消除在联接栓10与负载电路的必要时紧固在其上的联接线路之间的电飞弧或者其它短路，在联接插座3的外侧上成形有分隔壁12，分隔壁12伸入到在联接栓10之间形成的中间腔中。

为了驱控功率继电器1，也就是说，为了触发(通过建立在联接栓10之间的壳体内部的能导电的连接)连通功率继电器1或者(通过分离该导电的连接)断开功率继电器1的开关过程，在壳体罐4上构造有多个信号联接端13，经由这些信号联接端13可以使对应的外部的信号线路与功率继电器1夹紧接触。在此，信号线路用于将至少一个电控制信号向功率继电器1输送和/或用于通过功率继电器1输出至少一个电状态信号。可选地，其中至少一个信号联接端13还被设置用于输送供电电压，尤其是接地。在此，信号联接端13构造成插塞连接器14的接触部，插塞连接器14一体式地成形到壳体罐4的壁上。

图2示出在部分拆卸状态下的功率继电器1。从该示图可以看出，功率继电器1由四个分别本身相连的组件形成。除了已经描述的壳体部分，即，具有固定在其上的联接栓10的联接插座3以外，以及除了具有成形在其上的插塞连接器14的壳体罐4以外，功率继电器1还因此包括线圈组件20以及后面被称为印刷电路板21的线路载体。

线圈组件20包括接触桥接部22，该接触桥接部22经由耦合连杆23与磁路的隐藏在线圈组件20内部中且仅在图10中可见的磁衔铁24机械耦合。除了磁衔铁24以外，磁路还包括磁轭25，其中，该磁轭25由中央的、同心地包围耦合连杆23的空心圆柱体的芯26、U形弯曲的弓形夹27以及两个从弓形夹的腿端部指向彼此的极靴28(图10)形成。在此，极靴28将磁衔铁24围入其间。磁衔铁24和磁轭15的组成部分由铁磁材料形成。

功率继电器1可以尤其实施为双稳态继电器。在该情况下，对于极靴28和弓形夹27的腿端部来说，分别在中间布置有一个或多个永磁体。在功率继电器1的单稳态变型方案的情况下，永磁体由铁磁材料替代。

线圈组件20还包括磁线圈29，该磁线圈29嵌入在由磁轭25环绕的容腔中。在此，磁线圈29同心地围绕磁轭25的芯26并且在该方面而言由弓形夹27和极靴28环绕。

印刷电路板21由两个部段30和31形成，这两个部段30和31经由膜式铰接部32铰接地相互连接并且因此能从平坦的初始状态弯曲成图2所示的L形的布置。在功率继电器1的图示的电子结构形式的情况下，部段30承载控制电子器件33。部段31主要包含用于电接触磁线圈29以及用于接触可选地存在的电功能元件的接触部位，这些电功能元件用于线圈灭弧、开关位置指示、过热切断等。

作为对功率继电器1的图示的电子结构形式的替选方案，设置有功率继电器1的纯机电的结构形式。在该结构形式的情况下，优选地同样存在印刷电路板21。不过在该情况下，印刷电路板21不是承载控制电子器件33，而是仅承载用于使磁线圈29和必要时存在的电功能元件与信号联接端13接触的导体迹线。替选地，印刷电路板21在功率继电器1的纯机电的结构形式的情况下由金属线导体替代。

图3以分解图示出功率继电器1的具有联接栓10的联接插座3以及其它组成部分，这些组成部分在功率继电器1的符合规定的装配状态下固定在联接插座3中。在此从示图中可以看出，两个联接栓10中的每一个联接栓分别由具有六角头40的标准螺栓形成。联接栓10在此尤其是指根据ISO 4017的标准螺栓，其中，螺纹杆11分别配设有延伸到六角头40的公制螺纹(尤其是M6、M8、M10或者M12)。给每个联接栓10分别配属联接导体41、填充件42以及辅助导体43。

在此，辅助导体41用于使所配属的联接栓10与壳体内腔8电接触。尤其是从独立地示出其中一个联接导体41的图4和图5中可以看出，其中每个联接导体41由弯曲的板材冲压件形成。在此，其中每个联接导体41包括呈压板状生成的中央部段50，中央部段50配设有用于容纳所配属的联接栓10的螺纹杆11的中央孔51。在两个对置的侧棱边上，中央部段50分别过渡成固定腿52。在此，两个固定腿52用于使各个联接导体41固定在联接插座3中。固定腿52分别大约呈直角相对于中央部段50弯折并且在它们的侧棱边上分别配设有锯齿轮廓53。每个联接导体41的两个固定腿52的背离中央部段50的端部又以大约90°朝向彼此弯曲，从而联接导体14近似地具有在一侧切开的框或环的形状。在此，固定腿52的弯折的端部在以下被称为接触端部54。每个接触端部54承载所压入的接触元件55。

填充件42是注塑构件。每个填充件42在外侧56上如此生成，即，它以外侧56配合精确地插入到由所附属的联接导体41包裹的容腔中。在背对外侧56的内侧57上，在两个填充件42中的每一个填充件中分别造型有容纳部58，所附属的联接栓10的六角头40在形成形状锁合的情况下可以配合精确地或者带有很小游隙地以大约其周长的一半插入到容纳部58中。

辅助导体43是指纵向延伸的、弯曲的板材冲压件。

联接栓10、联接导体41、填充件42和辅助导体43在联接插座3中的装配在图6和图7中示意性示出。据此，首先其中一个辅助导体43分别在内侧(即在与接触元件55对置的侧)在所配属的联接导体41的其中一个接触端部54上熔焊或者铆接。另外，其中一个联接栓10以六角头40相应地插入到所附属的填充件42的容纳部48中。紧接着，联接导体41以根据图6的钎焊的辅助导体43穿设到联接栓10上，从而联接栓10以螺纹杆11穿过联接导体41的孔51，并且联接导体41以固定腿52及它们的接触端部54包裹填充件42。以这种方式由各个联接栓10、所附属的联接导体41、填充件42和辅助导体43形成的结构单元紧接着根据图7从上压入到壳体罐4的对应的容纳部59中，其中，安装在固定腿52上的锯齿轮廓53与壳体罐4的材料锁紧。

图8和图9示出在装备完成状态下的联接插座3。在该状态下，联接栓10以其六角头40分别形状锁合地且防扭转地容纳在联接插座3中，从而联接栓10的螺纹杆11分别朝上侧5向外从联接插座3伸出。在此，联接栓10松松地容纳在联接插座3中并因此不与联接插座3的材料连接。尤其是，联接栓10也能相对于联接插座3略微地运动。在此，联接栓10仅由各自所附属的联接导体41确保防脱落，联接导体41以中央部段50在外侧包裹六角头40。

根据图9，联接导体41以它们各自的接触端部54在壳体插座3的下侧上伸入到壳体内腔8中。分别安装在接触端部54上的接触元件55在此形成功率继电器1的设置用于接通负载电路的主开关装置的固定接触部。线圈组件20的接触桥接部22形成该主开关装置的对应的运动接触部，该接触桥接部22在此针对联接导体41的每个接触元件55具有对应的配对接触元件60(图2)。

为了装配功率继电器1，线圈组件20从下卡夹到事先已装备的联接插座3上。对此，联接插座3在其下侧上配设有喷射成型的扣合钩61(图2)，该扣合钩61在两侧夹在磁轭25的弓形夹27下面。

在线圈组件20的卡夹之后、之前或者在其卡夹的同时装配印刷电路板21。此时，尤其是将辅助导体43和磁线圈29的(未明确图示)的线圈联接端以相应的接触部位钎焊在印刷电路板21的部段31上。紧接着，壳体罐4倒扣在线圈组件20和印刷电路板21上并且与联接插座3旋紧，由此使壳体2闭合。为了密封壳体2，以浇注材料65(图1和图10)浇注联接插座3与壳体罐4之间的连接部。

从图10可以看出，在功率继电器1的装配完成状态下，联接导体41的接触元件55分别位于相对于接触桥接部22的配对接触元件60的对置位置中。配对接触元件60在接触桥接部22的内部电短路。从图10中还可以看出，联接导体41的接触端部54以如下方式相对于分别邻接的固定腿52折弯，即，接触端部54倾斜于分别所附属的中央部段50且因此也倾斜于功率继电器1的壳体轴线66地安置。接触端部54因此一并形成马鞍形屋顶状的结构。在接触端部54的面向壳体内腔8的那一侧上安装的接触元件55由此倾斜地面向彼此。

与接触元件55的布置相匹配，接触桥接部22还具有带有倾斜折弯的端部的V形或者屋顶状的结构，从而配对接触元件60平行于对应的接触元件55地取向。在此，通过接触元件55和对应的配对接触元件60的倾斜位置，促成了所有四个接触元件55与对应的配对接触元件60的良好接触闭合。

图10示出在打开位置中的功率继电器1，在该打开位置中，配对接触元件60从接触元件55上升起(不接触)，从而在联接栓10之间没有导电连接。为了连通功率继电器1，给磁线圈29通电。由此，在磁轭25中产生磁通，通过该磁通使磁衔铁24被吸向磁轭25的芯26。在此，利用磁衔铁24在借助耦合连杆23的情况下使接触桥接部22向上移位，从而配对接触元件60碰撞对应的接触元件55。在功率继电器1的以这种方式建立的闭合位置中，经由接触桥接部22形成联接栓10之间的导电连接。

为了断开功率继电器1，使具有相反极性的磁线圈29通电。在这里在磁轭25中产生的磁通的作用下，补偿了由永磁体29产生的保持力，由此磁衔铁24通过复位弹簧67(图10)与芯26脱开并因此被压到根据图10的打开位置中。在此，磁衔铁24经由耦合连杆23再次使接触桥接部22随动，由此配对接触元件60在联接栓10之间的电连接分开的情况下不与对应的接触元件55接触。

在功率继电器1的图示的双稳态的结构形式中，功率继电器1的两个开关位置中的每一个开关位置在磁线圈29的不通电状态下也都是稳定的。在此，磁线圈29仅需短暂地通电。

经由辅助导体43向印刷电路板21输送用于控制电子器件33的供电电压。另外，控制电子器件33在功率继电器1的连通状态下根据经由辅助导体43截取的电位获知在联接栓10之间下降的电压作为用于流过功率继电器1的负载电流的电流强度的度量，以便在过载或者短路情况下自动断开功率继电器1。

本发明根据上面描述的实施例是特别清楚的，但是本发明却不限制于该实施例。相反，可以从权利要求和上述说明中推导出本发明的大量的其它实施方式。

附图标记列表

1 功率继电器

2 壳体

3 联接插座

4 壳体罐

5 上侧

6 侧壁

7 壳体底部

8 壳体内腔

9 下侧

10 联接栓

11 螺纹杆

12 分隔壁

13 信号联接端

14 插塞连接器

20 线圈组件

21 印刷电路板

22 接触桥接部

23 耦合连杆

24 磁衔铁

25 磁轭

26 芯

27 弓形夹

28 极靴

29 磁线圈

30 部段

31 部段

32 膜式铰接部

33 控制电子器件

40 六角头

41 联接导体

42 填充件

43 辅助导体

50 中央部段

51 孔

52 固定腿

53 锯齿轮廓

54 接触端部

55 接触元件

56 外侧

57 内侧

58 容纳部

59 容纳部

60 配对接触元件

61 扣合钩

65 浇注材料

66 壳体轴线

67 复位弹簧