开关装置，特别是与用于内燃机的起动装置一起使用的开关继电器的制作方法

本发明涉及一种开关装置，特别是与用于内燃机的起动装置一起使用的开关继电器，以及一种内燃机的起动装置。

背景技术：

内燃机的起动装置大多具有起动机小齿轮，该起动机小齿轮可在轴向缩进的非工作位置与伸出的啮合位置之间移调，起动机小齿轮在该啮合位置与内燃机的齿圈啮合。借助于起动机电机，在起动机小齿轮上产生旋转的驱动运动。对起动机电机的接通在此大多通过电磁的开关继电器(“接合继电器”)来进行，该开关继电器既包含接合机构的轴向运动，又包含用于使得起动电机的主电路闭合的集成的开关装置。

对所述电磁开关继电器的线圈的通电大多借助于另一开关装置(前置继电器)来进行，该另一开关装置可以设计成电磁的开关继电器。

这种开关装置或开关继电器大多包括两个接触销，这些接触销可以通过可轴向移动的接触桥彼此电连接，以便使得电路闭合，用于触动接合继电器或者用于起动机电机的起动。为了移动接触桥，该接触桥大多与磁体电枢或开关电枢连接，该电枢可以通过给磁性绕组通电而处于轴向的运动中。为了断开接触部，接触桥可以通过压缩弹簧而与接触销分开。

de102010041721a1例如公开了大电流开关器或起动机继电器，其在具有接触桥或开关桥的内燃机起动装置中使用。该开关桥的接触面具有第一部分，该第一部分相对于剩下的第二部分弹性地构造。在利用相应的接触销使得接触部闭合时，该第一部分首先引导电流。在开关距离增大时，第一部分由于其弹性而朝向第二部分移动，并且最终桥接，从而电流可以流经两个部分。

技术实现要素：

根据本发明，提出具有独立权利要求的特征的一种开关装置以及一种用于内燃机的起动装置。有利的设计是从属权利要求以及后续说明的主题。

开关装置具有两个接触销和用于使得这些接触销相互电连接的开关桥。特别地，开关装置设计成开关继电器，且有益被设置用来与用于内燃机的起动装置一起使用。通过这些接触销的电连接，特别是使得用于起动机电机的起动的电路闭合，该起动机电机可以通过起动机小齿轮与内燃机连接。

开关桥具有在轴向方向上沿着开关轴线可移动的承载部件。在该承载部件上设置了第一接触部件和第二接触部件。承载部件在轴向方向上沿着开关轴线特别是可朝向接触销移动或者离开它移动。特别地，承载部件与该开关轴线同轴。

第一接触部件和第二接触部件经过设计，从而在承载部件朝向接触销轴向地移动时，首先第一接触部件分别在第一位置与接触销接触，并且在随后进一步轴向移动时，首先第二接触部件分别在第二位置与接触销接触。特别地，第一接触部件为此布置在第二接触部件的面向接触销的一侧。替代地也可考虑的是，第一接触部件特别是布置在第二接触部件的背离接触销的一侧。

接触销的第一位置和接触销的第二位置在平行于开关轴线的轴向方向上观察位于不同的轴向位置。特别地，第一和第二位置因而在轴向方向上相互间具有规定好的距离。第一和第二位置因而是接触销的在轴向方向上彼此错开地布置的区域。两个位置之一因而在轴向方向上观察特别是位于另一个位置之前。

根据一种优选的变型，也分别在垂直于开关轴线的径向方向上观察，接触销的第一位置和接触销的第二位置相距开关轴线具有不同的距离。第一和第二位置因而优选是接触销的相距开关轴线不同距离的区域。因而特别地两个位置之一在径向方向上观察相比于另一个位置更靠近开关轴线。

第一和第二位置因而是接触销的彼此不同的区域，这些区域分别在轴向方向上且必要时也在径向方向上位于不同的位置。在承载部件的轴向移动结束之后，第一接触部件和第二接触部件因而在两个不同的区域或位置同时与接触销接触。第一接触部件因而在一个位置或区域与接触销接触，第二接触部件在该位置或区域不与接触销接触。

在通常的开关装置的开关过程中，在接触销与接触桥之间往往会出现电弧，其中，由于这种电弧中的高温，接触桥或接触销的材料会出现局部熔化，这又导致材料损失或损耗。通过给本发明的开关桥专门地设计有两个接触部件，可以防止或者至少限制出现这种电弧。可以防止或者至少减小材料损失或损耗，且可以提高开关装置的寿命。

第一接触部件尤其是前置接触部，其在接通过程中首先在各接触销之间产生电接触。在此特别地，通过第一接触部件起初有小电流在各接触销之间流动。第二接触部件有益地是主接触部，通过该主接触部可以有大电流在各接触销之间流动。在开关过程期间，第一接触部件或者说前置接触部在同一开关轴线上与第二接触部件或者说主接触部一起移动，但由于它布置和设计在第二接触部件之前而出现贴靠在接触销上。在此，有益地在各接触销之间发生电势均衡。在此，通过合适地选择第一接触部件的制造材料，有减小的负载电流流经第一接触部件。特别地，由此可以防止出现电弧，或者至少可以实现仅出现微弱的电弧，该电弧不导致或至少几乎不导致材料损失。

按照相应的方式，第一接触部件和第二接触部件经过有益的设计，从而在承载部件离开接触销轴向地移动时，首先第二接触部件离开接触销的第二位置移动，且不再与接触销接触，相反，第一接触部件仍然在第一位置与接触销接触。在随后进一步轴向移动时，第一接触部件也离开接触销的第一位置移动，并且然后不再与接触销接触。在切断过程中，因而首先主接触部断开，而前置接触部继续保证各接触销的导电连接。由此实现无电弧地切断主接触部。在承载部件进一步移动时，前置接触部才也断开，特别是材料损失同样较小或者几乎没有。

第一接触部件和第二接触部件特别是相对于开关轴线或承载部件同轴地且同心地布置。特别地，第一和第二接触部件分别关于开关轴线对称地构造。开关装置因而可以构造得特别小且节省空间。承载部件尤其可以柱形地或条形地构造，其中，开关轴线相应于承载部件的主延伸轴线或对称轴线。开关轴线还可以有益地相应于开关装置的主延伸轴线。特别地，各接触销关于开关轴线对称地布置，且有益地相距开关轴线具有相等的距离。接触销的主延伸方向分别特别是平行于或者至少基本上平行于开关轴线伸展。

承载部件特别是可以与开关电枢或磁体电枢连接，其中，通过给磁性绕组通电，该磁体电枢、进而承载部件从静止位置沿轴向方向朝向接触销移动。为了在给磁性绕组通电结束之后使得承载部件和磁体电枢又移动回到静止位置，特别是可以设置至少一个弹簧(压缩弹簧、接触复位弹簧)。

有利地，接触销的第一位置分别在垂直于开关轴线的径向方向上观察相比于第二位置更靠近开关轴线。第一接触部件因而在相对于开关轴线位于内部相比于第二接触部件更远处的位置与接触销接触。在这种情况下特别地，第二接触部件在第一接触部件的背离接触销的一侧布置在承载部件上。

替代地也可考虑的是，接触销的第二位置分别在径向方向上有益地相比于第一位置更靠近开关轴线。因此，第二接触部件相比于第一接触部件在位于内部更远处的位置与接触销接触。在这种情况下，第二接触部件特别是在第一接触部件的面向接触销的一侧布置在承载部件上。

优选地，在轴向方向上从开关桥观察，接触销的第一位置位于第二位置之后。特别地，第二接触部件在这种情况下在第一接触部件的背离接触销的一侧布置在承载部件上。

替代地也可考虑的是，在轴向方向上从开关桥观察，第一位置有益地位于第二位置之前。特别地，第二接触部件在这种情况下在第一接触部件的背离接触销的一侧布置在承载部件上。

优选地，第一接触部件和/或第二接触部件分别至少基本上板形地构造，且分别具有至少基本上垂直于开关轴线的主延伸平面。“板形”相关地尤其是指，相应的接触部件的在该主延伸平面内的长度和宽度明显大于在垂直于该平面的方向即轴向方向上的高度。特别地，第一和第二接触部件的板形在此分别关于开关轴线对称。

根据一种有利的设计，每个接触销都分别具有第一接触面和第二接触面，其中，第一位置分别位于第一接触面上，且其中，第二位置分别位于第二接触面上。

第一接触面优选分别至少基本上垂直于开关轴线伸展。第二接触面优选分别从第一接触面的(参照开关轴线)外部径向端部相对于第一接触面至少基本上以规定的倾斜角度伸展。替代地也可考虑的是，第二接触面有益地至少基本上垂直于开关轴线伸展，且第一接触面相对于第二接触面至少基本上以规定的倾斜角度伸展。

倾斜角度尤其为钝角，且特别是具有大于90°的值。相对于开关轴线，该第二接触面因而特别是以小于90°的锐角、优选以介于0°和45°之间、进一步优选介于0°和30°之间的角度伸展。

第一接触部件在第一接触面上与接触销接触，该第一接触面参照轴向方向或者参照开关轴线特别是位于第一位置或高度。第二接触部件在第二接触面上与接触销接触，该第二接触面因而从所述第一位置伸展至第二位置，其中，所述第二位置相比于第一位置更靠近接触桥或接触桥的静止位置。因此，第一和第二接触部件有益地在沿轴向方向观察彼此错开的位置或区域与接触销接触。

第二接触面可以伸展至接触销的外部径向端部(参照开关轴线)。第二接触面的外部径向端部因而可以相应于接触销的外部径向端部。替代地也可考虑的是，在第二接触面上有益地还连接着第二面，该第二面例如可以至少基本上垂直于开关轴线伸展。特别地，各接触销分别并不旋转对称。

有利地，第二接触部件的面向接触销的第一面至少基本上垂直于开关轴线伸展。第二接触部件的背离接触销的第二面优选至少基本上垂直于开关轴线伸展。第二接触部件的第二面有益地在垂直于开关轴线的方向上相比于第一面具有更大的长度。第二接触部件的所述第一和第二面因而相互平行地伸展，并且还特别是平行于接触销的第一接触面伸展。

第二接触部件的第三面从第一面的外部径向端部朝向第二面的外部径向端部相对于第一面以规定的倾斜角度伸展。所述倾斜角度因而优选至少基本上等于如下倾斜角度：接触销的第二接触面相对于第一接触面以该倾斜角度伸展。第三面因而有益地与接触销的第二接触面适配。第二接触部件因而能以其第三面在位于其第二接触面上的第二位置与接触销接触。特别地，第二接触部件因而具有截顶圆锥或截顶棱锥的形状。

优选地，第一接触部件具有柱形区段、与该柱形区段连接的环形区段和与该环形区段连接的弯折区段。柱形区段优选基本上与开关轴线同轴地伸展。此外，柱形区段在径向方向上观察优选布置在开关轴线与第二接触部件之间。环形区段优选至少基本上垂直于开关轴线伸展。弯折区段优选相对于环形区段以规定的角度伸展。在此特别地，柱形区段是第一接触部件的背离接触销的区段，弯折区段是面向接触销的区段。第一接触部件有益地以弯折区段与接触销的第一位置接触。规定的角度尤其是小于90°的锐角，优选介于0°和45°之间，进一步优选介于0°和30°之间。

优选地，第一接触部件具有弹性地布置的接触板。该接触板特别是被设置用于在其第一接触面上或者在位于该第一接触面上的第一位置与接触销接触。

优选地，弹性部件布置在第二接触部件与接触板之间。弹性地布置的接触板的弹性作用因而通过所述弹性部件来产生，该弹性部件例如可以构造成弹性垫片。特别地，弹性部件可以布置在第二接触部件的面向接触销的一侧，且接触板尤其可以布置在弹性部件的面向接触销的一侧。

有利地，接触板在垂直于开关轴线的方向上具有相比于第二接触部件、特别是相比于第二接触部件的第一面和第二面较小的长度。接触板的长度在此经过特殊选择，从而接触板可以与接触销的第一接触面接触，但不与第二接触面接触。相应地，第二接触部件的长度及其第一和第二面经过特殊选择，从而第二接触部件可以与接触销的第二接触面接触，但不与第一接触面接触。在这种情况下特别地，第二接触部件在第一接触部件的背离接触销的一侧布置在承载部件上。

替代地也可考虑的是，接触板有益地在垂直于开关轴线的方向上相比于第二接触部件具有更大的长度。在此特别地，第二接触部件布置在第一接触部件的面向接触销的一侧。

根据一种特别优选的设计，第一接触部件和第二接触部件相对于开关轴线同轴地布置。第一和第二接触部件因而通过同轴地在不同的轴向位置或者轴向彼此错开地布置在承载部件上，以便分别在不同的轴向位置或区域与接触销接触。

有利地，第一接触部件由具有相比于第二接触部件更大的电阻的材料构成。通过这种大电阻的材料，在接通过程中可以实现，起初在各接触销之间出现电势均衡，并且起初有减小的承载电流流经第二接触部件。

优选地，第一接触部件由具有相比于第二接触部件更高的熔点的材料构成。通过这种材料，可以在接通和切断过程中特别是实现，在出现电弧时不产生或者至少几乎不产生材料损失。第二接触部件例如可以由铜制成，第一接触部件例如由铜-钨-材料(比如w/cuf)制成。

根据本发明的用于内燃机的起动装置具有根据本发明的开关装置的至少一种优选的设计。该起动装置还可以特别是具有起动机小齿轮，该起动机小齿轮可在轴向缩进的非工作位置与伸出的啮合位置之间移调，起动机小齿轮在该啮合位置与内燃机的齿圈啮合。此外，起动装置特别是具有起动机电机，以便在起动机小齿轮与内燃机的齿圈啮合时使得起动机小齿轮、进而使得内燃机处于旋转运动中。开关装置或开关继电器有益地被设置用来使得用于起动机电机的起动的电路闭合，并且还可以特别是被设置用于起动机小齿轮的轴向移动。

本发明的其它优点和设计可由说明书和附图得到。

附图说明

本发明借助实施例在附图中示意性地示出，并将在下面参照附图予以介绍。

图1示意性地示出根据本发明的用于内燃机的起动装置的一种优选的设计；

图2示意性地示出根据本发明的开关装置的一种优选的设计。

具体实施方式

图1中示意性地示出根据本发明的用于内燃机的起动装置的一种优选的设计，且用1标出。

该起动装置1具有起动机小齿轮2，该起动机小齿轮为了起动内燃机4而与内燃机的齿圈3啮合。起动机小齿轮2可轴向移动地安置在轴5上，如用双箭头示出，其中，起动机小齿轮2抗扭地与轴5耦联。起动机小齿轮2通过起动机继电器6(接合继电器)在缩进的非工作位置与伸出的和内燃机4的齿圈3啮合的位置之间移调，该起动机继电器电磁地设计并且包括可通电的继电器绕组7以及往复衔铁8，该往复衔铁在继电器绕组7—其具有吸合绕组的功能—通电时被轴向地吸入到这些继电器绕组中。往复衔铁8触动接合杆9，该接合杆对接合弹簧13加载，该接合弹簧靠置在自由轮的随动件14上。起动机小齿轮2在从动侧与随动件14耦联，从而把随动件14的轴向进给运动转变为起动机小齿轮2的在非工作位置与啮合位置之间的所希望的轴向的移调运动。

传递到轴5或起动机小齿轮2上的旋转的驱动运动借助于电的起动机电机11产生，该起动机电机通过传动部12例如行星齿轮与轴5耦联。在触动电的起动机电机11时，轴5转动，进而起动机小齿轮2也转动。

对起动机电机11的接通通过根据本发明的开关装置100的优选设计来进行，该开关装置可以构造成开关继电器。借助该开关继电器100使得起动机继电器6的电路闭合。继电器绕组7通电，使得往复衔铁8移动，并且使得用于起动机电机11的主电流的开关器闭合，由此使得起动机电机11运动，并且驱动轴5以及起动机小齿轮2转动。

起动装置1配设有控制器10，通过该控制器控制开关继电器100的功能。

需要注意，起动机继电器6和开关继电器100也可以设计成一个共同的构件或者一个共同的继电器，或者可以把开关继电器100集成到起动机继电器6中。

图2示意性地示出开关继电器100的一种优选的设计。

开关继电器100具有第一接触销110和第二接触销120，其中，第一接触销110例如可以与汽车电池连接，且第二接触销120例如与起动机电机11连接。

设置了开关桥130，用来使得接触销110、120相互电连接。该开关桥具有承载部件134，该承载部件可在轴向方向上沿着开关轴线101移动，并且与开关轴线101同轴。为此，承载部件与开关电枢或磁体电枢102连接。

通过给磁铁绕组103通电，磁体电枢102、进而承载部件134从静止位置起进行轴向移动，在图2的例子中向右移动。设置了压缩弹簧或接触复位弹簧104，以便磁体电枢102和承载部件134在磁铁绕组103通电结束之后又移动回到静止位置。

在承载部件134上设置了第一接触部件131。在第一接触部件131的背离接触销110、120的一侧，在承载部件134上设置了第二接触部件132。此外，在第一接触部件131与第二接触部件132之间设置了弹性垫片形式的弹性部件133。此外，可以在第一接触部件131的面向接触销110、120的一侧设置保持垫片。

第一接触部件131和第二接触部件132经过设计，从而在承载部件134朝向接触销110、120轴向地移动时，首先第一接触部件131分别在第一位置111、121与接触销110、120接触，并且在随后进一步轴向移动时，第二接触部件132附加地分别在第二位置112、122与接触销110、120接触。所述第一位置111或121和所述第二位置112或122在此是接触销110、120的彼此不同的区域。

在承载部件134的轴向移动结束之后，第一接触部件131和第二接触部件132因而同时在两个不同的区域或位置与接触销110、120接触。第一接触部件131因而在位置111或121与接触销110或120接触，第二接触部件132在所述位置并不与接触销110、120接触。

如在图2中可见，第一位置111或121位于接触销110或120的第一接触面上，该第一接触面至少基本上垂直于开关轴线101伸展。第二位置112或122位于接触销110或120的第二面上，该第二面分别从第一接触面的外部径向端相对于第一接触面至少基本上以规定的例如135°的倾斜角度伸展。接触销110和120特别是并非旋转对称。

第二接触部件132的面向接触销110、120的第一面132a至少基本上垂直于开关轴线101伸展。相应地，第二接触部件132的背离接触销110、120的第二面132b至少基本上垂直于开关轴线101伸展。第二接触部件132的第三面132c从第一面132a的外部径向端，朝向第二面132b的外部径向端，相对于第一面132a以规定的例如135°的倾斜角度伸展。第二接触部件132的第三面132c因而与接触销110、120的第二接触面或第二位置112或122适配。特别地，第二接触部件132具有截顶圆锥或截顶棱锥的形状。

第一接触部件131构造成弹性地布置的接触板。弹性作用特别是通过弹性部件133产生。相比于第二接触部件132的第一面132a和第二面132b，接触板131在垂直于开关轴线101的方向上特别是具有较小的长度。

接触板131具有柱形的区段131a，该区段基本上在轴向上与开关轴线101同轴地伸展。所述柱形的区段131a围绕开关轴线101，并且在径向上观察布置在开关轴线101与第二接触部件132之间。

在柱形的区段131a上连接着环形的区段131b，该环形的区段至少基本上在径向方向上垂直于开关轴线101伸展。所述环形的区段131b特别是贴靠在弹性垫片133上。

从所述环形的区段131b的外部径向端部起，伸展出弯折的区段131c，该弯折的区段相对于环形的区段131b以规定的角度伸展。

第一接触部件131和第二接触部件132的、与接触销110和120产生电接触的区域，特别是弯折的区段131c和第一面132a，与开关轴线101同轴地在不同的轴向位置或者轴向彼此错开地布置在承载部件134上，以便分别在不同的轴向位置或区域与接触销110、120接触。

相比于第二接触部件132，第一接触部件131由具有较高电阻和较高熔点的材料构成，以便在接通和切断过程中特别是可以防止出现电弧，或者，即使发生电弧，至少不出现或至少几乎不出现材料损失。