说明了一种用于开关装置的开关室和一种开关装置。
背景技术：
1、开关装置尤其被构造为可通过导电电流运行的、电磁作用的、远程操作的开关。开关装置可以经由控制电路来激活并且可以开关负载电路。尤其是，开关装置可以构造为继电器或接触器，尤其是功率接触器。特别优选地，开关装置可以构造为充气功率接触器。
2、这种开关装置、尤其是功率接触器的可能应用是电池电路的断开和分离，例如在机动车辆中，诸如电动或部分电动驱动的机动车辆中。例如，这些可以是纯电池驱动的车辆(bev：“battery electric vehicle(电池电动汽车)”)、可通过插座或充电站充电的混合动力电动汽车(ph ev：“plug-in hybrid electric vehicle(插电式混合动力电动汽车)”)和混合动力电动车辆(hev：“hybrid electric vehicle(混合动力电动汽车)”)。在此，通常借助于功率接触器将电池的正极触点和负极触点分开。这种分离发生在正常操作中，例如当车辆静止时以及在发生故障(例如事故等)情况下。在此，功率接触器的主要任务是使车辆断电并中断电流。尤其是在发生故障情况下，在电流中断时出现开关电弧。必须借助适当的措施来熄灭这些电弧，以便安全地中断电流并防止开关被损坏。设计开关部件的目标是价格低廉、制造简单和快速以及使用寿命长，即大量的开关循环。
3、为了熄灭电弧，通常使用含氢气体填充物以及布置在发生电弧的区域中的永磁体(所谓的灭弧磁体)，它们可以使电弧偏转。例如，出版物ep 1168392 a1描述了这样的措施。
4、然而，通过开关电弧并且在其熄灭时可导致开关触点的触点材料溅射。由于这种也被称为腐蚀的效应，溅射的触点材料可沉积在布置有开关触点的开关室的壁上。另一方面，也会形成所谓的熔珠，这些熔珠落到开关室的底部，并且在进一步操作中由于开关装置在应用中的运动以及由于振动和抽吸效应(例如在接通和关断时的气体交换中)，熔珠可能在放电空间中迁移。由此产生了风险，即例如熔珠可能阻碍或阻塞机械部件，使得开关装置的机械移动部分在开关过程中变得更慢或者也可能完全卡住。为了保护机械装置免受这种影响，迄今为止使用了例如非常紧密的开关室导向装置，但所述导向装置可能导致更长的抽空和充气时间。
5、出版物de 112019005667 t5和de 102009027844 a1描述了一种电磁继电器。
技术实现思路
1、某些实施方式的至少一个任务是说明一种用于开关装置的开关室。其他实施方式的至少一个任务是说明一种具有这种开关室的开关装置。
2、这些任务通过根据独立专利权利要求的主题来解决。主题的有利的实施方式和扩展方案在从属权利要求中被表示并且还可以从以下描述和附图中看出。
3、根据至少一个实施方式，开关室具有至少一个开关室底板。尤其是，开关室可以具有内部空间。开关室底板的面向内部空间的区域和表面布置在开关室底板的内侧上。开关室底板的不面向内部空间的区域和表面可以布置在开关室底板的外侧上。开关室还可以具有开关室盖，其可以与开关室底板一起封闭内部空间。
4、根据至少一个另外的实施方式，开关装置具有这样的开关室。尤其是，开关室底板可以是开关室的如下部分，所述部分在开关装置的正常的根据使用的安装时沿着重力方向看形成开关室的下部部分，使得开关室中的可能存在的松动的部分由于重力方向而很可能在开关室底板上被发现。
5、根据另一实施方式，开关装置具有至少一个固定触点和至少一个可移动触点。至少一个固定触点和至少一个可移动触点被规定和设立为接通和断开可连接到开关装置的负载电路。可移动触点可以在开关装置中相应地在开关装置的非接通状态和接通状态之间移动，使得可移动触点在开关装置的非接通状态下与至少一个固定触点间隔开并且因此电隔离，并且在接通状态下与至少一个固定触点具有机械接触并且因此与至少一个固定触点电连接。特别优选地，开关装置具有至少两个固定触点，所述至少两个固定触点彼此分离地布置在开关装置中，并且可以通过这种方式根据可移动触点的状态通过可移动触点彼此导电连接或彼此电隔离。下面描述的用于固定触点的特征可以特别优选地适用于开关装置的每个固定触点。
6、根据另一实施方式，开关装置具有壳体，开关室以及可移动触点和至少一个固定触点布置在壳体中。可移动触点尤其可以完全布置在壳体中。固定触点布置在壳体中可以尤其是意味着，至少固定触点的接触区域被布置在壳体内，该固定触点在接通状态下与可移动触点机械接触。为了连接待由开关装置切换的电路的引线，可以从外部、即从壳体的外部电接触布置在壳体中的固定触点。为此，布置在壳体中的固定触点的一部分可以从壳体突出并且在壳体外部具有用于引线的连接可能性。
7、根据另一实施方式，触点布置在壳体中的气体气氛中。这尤其可以意味着，可移动触点完全布置在壳体中的气体气氛中，并且此外一个或多个固定触点的至少部分、例如一个或多个固定触点的一个或多个接触区域布置在壳体中的气体气氛中。因此，开关装置可以特别优选地是充气开关装置，例如充气接触器。
8、根据另一实施方式，触点(即，可移动触点)以及一个或多个固定触点的至少部分被布置在壳体内的开关室中，气体(即，气体气氛的至少一部分)位于所述壳体中。该气体可具有大于或等于20％h2的份额，并且优选地具有大于或等于50％h2以及小于或等于100％h2的份额。除了氢气之外，气体还可具有惰性气体，特别优选n2和/或一种或多种稀有气体。通过尤其是开关室中的气体可以改善电弧熄灭。
9、根据另一实施方式，至少一灭弧磁体布置在开关室中或开关室处，所述灭弧磁体特别优选地可以由永磁体形成。此外，还可以存在多个灭弧磁体。如果开关装置在负载下进行关断过程，也即在负载电流仍然流动时可移动触点和一个或多个固定触点在空间上分离，则在此所形成的电弧被一个或多个灭弧磁体偏转并由此被拉长并被推出接触区域。由此也可以改善电弧熄灭。
10、根据另一实施方式，开关室、即例如开关室盖或开关室底板具有至少一个开口，其中至少一个固定触点可以通过该开口突出到开关室的内部空间中，使得至少一个固定触点的一部分可以位于开关室的外部，并且至少一个固定触点的另一部分可位于开关室内并且因此位于开关室的内部空间中。如果开关装置具有多个固定触点，则开关室可以优选地对于固定触点中的每一个具有对应开口，对此分别适用上面已经描述的内容。
11、开关室盖例如可以被成形为帽状并且可以是一件式的或多部件的。开关室底板例如可以基本上构造为板状的并且同样可以是一件式的或多部件的。特别优选地，至少开关室底板被构造为一件式的，即，构造为连贯的部件，其不是通过将彼此独立制造的多个部件连接在一起而产生。术语“板状”可以在此情况下指与帽状设计相比基本上平坦的构造。然而，可以存在凸起或凹陷的结构，例如连片、沟槽和周围的边缘部分。因此，“盘状”例如也可以表示碗状。此外，还有可能得是，开关室底板和开关室盖两者构造为帽形的。无论开关室盖和开关室底板的具体形状如何，它们都可以特别优选地相对于彼此布置以形成开关室，使得形成在其中发生上述开关过程的内部空间。
12、根据另一实施方式，开关室具有塑料材料和/或陶瓷材料。特别优选地，开关室底板可以用塑料材料制成或由塑料材料制成。开关室底板特别优选地完全由塑料材料制成。例如，开关室底板可以被设计为模制件，即一体式部件，其可以使用诸如注射模制或压缩成型的模制工艺来生产。开关室盖例如可以用陶瓷材料制成或由陶瓷材料制成，或者可替换地也可以由塑料材料制成。
13、特别优选地，塑料材料可以具有选自聚甲醛(pom)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)和聚酰胺(pa)中的一种或多种材料。作为聚酰胺，可以优选使用pa46。pom是一种部分结晶的、很大程度上为线性的、可通过链聚合或链共聚来生产的热塑性塑料，该热塑性塑料具有重复的结构单元-chr-o-，其中r表示有机残基。塑料材料特别优选地具有结构(ch2o)n，即具有氢作为基团r，或者由此形成。该塑料材料的特点因此可以在于碳份额相对较低并且形成石墨的倾向非常低。由于碳和氧的份额相同，尤其是在(ch2o)n中，在热量并且尤其是电弧引起的分解时可主要产生气态的co和h2。因此，几乎不形成任何导电墙面覆盖物，并且额外的氢气可增强电弧熄灭。
14、此外，塑料材料可以包含分散在塑料材料中的填料，尤其是玻璃材料，例如玻璃纤维形式的玻璃材料。机械稳定性以及温度稳定性可以受到这样的填料的影响并且优选地得到改善。塑料材料特别优选地具有关于质量小于或等于50％的填料份额，例如玻璃纤维份额。
15、特别优选地，例如通过选择合适的聚合物材料并且通过选择合适份额的填料来选择塑料材料，使得其在开关装置的正常操作条件下具有足够的机械稳定性和热稳定性，并且同时具有软化温度或熔化温度，所述软化温度或熔化温度被选择为使得仍然热的接触材料——其由于开关触点的电弧引起的燃烧例如以熔珠的形式到达开关室底板——可以软化塑料材料，从而例如熔珠可以至少部分地熔化到开关室底板中。由此可以限制熔珠在开关室底板上的移动自由度。例如，开关室底板的材料可以具有大于或等于250℃且小于或等于350℃的熔化温度。
16、根据另一实施方式，开关室底板在朝向开关室的内部空间的内侧上具有底板表面，所述底板表面具有连片结构，该连片结构从底板表面突出到内部空间中。底板表面尤其可以是开关室底板的区域，其在开关室完成安装的情况下在内部空间内是暴露的并且因此原则上例如对于熔珠是可接近的。因此，底板表面例如可以是开关室底板在内侧上的区域，其被周向的且例如凸起的边缘结构包围。
17、连片结构尤其可以升高，即以浮雕般的方式从底板表面露出。连片结构可以例如具有至少一个在底板表面上延伸的连片。尤其是，连片结构可以被构造为使得松动部件在开关室底板上的运动自由度可以被减小。
18、连片结构可以例如被构造成使得底板表面具有通过连片结构彼此分隔开的多个底板区域。至少在正常操作条件下，可以优选地通过连片结构来防止诸如熔珠的松散部分从一个底板区域到达与其分离的底板区域。由此可以实现，至少在正常操作条件下，熔珠在开关室底板的底板表面上的运动自由度受到限制。彼此分开的底板区域优选地位于同一平面内并因此限定该平面。换句话说，底板表面在没有连片结构的情况下优选平坦地构造。例如，当开关装置正常地并根据使用安装时，底板区域所在的平面可以布置成垂直于重力方向。在这种情况下，重力方向也可以称为垂直方向。垂直于由底板区域限定的平面的方向也可以因此称为竖直方向。此外，竖直方向尤其还可以是可移动触点在开关运动期间沿其运动的运动方向。此外，竖直方向还可以与可移动触点移动所借助的轴的轴线方向一致。纵向方向可以优选地由两个固定触点的垂直于竖直方向的排列方向限定。横向方向可以垂直于竖直方向并且垂直于纵向方向。因此，纵向方向和横向方向可以撑开底板区域所在的平面。当沿竖直方向观察时，开关室底板例如可以具有基本上矩形的形状。在这种情况下，即使与固定触点的布置无关，纵向方向也可以沿着矩形形状的长边延伸，并且横向方向可以沿着矩形形状的短边延伸。
19、连片结构并且尤其是至少一个连片可具有大于或等于0.5mm且小于或等于5mm且优选地大于或等于1mm且小于或等于3mm的高度。除非另有说明，此处和下文中高度说明是指在竖直方向上测量的到底板区域的距离。
20、连片结构还可以具有多个连片并且特别优选地具有至少两个相交的连片。此外，连片结构可以具有以栅格状方式布置的连片，即纵向方向上的至少一个连片，其与横向延伸的两个或更多个连片、即例如沿着横向方向延伸的连片交叉。换句话说，连片结构可以具有例如至少一个纵向连片和至少两个横向连片。此外，连片结构还可以具有一个或多个倾斜于纵向方向和倾斜于横向方向延伸的连片。例如，连片结构可以形成由多个连片形成的蜂窝结构，例如具有矩形或六边形蜂窝。由于连片结构，具有总面积的底板区域可以特别优选地被分成多个彼此分离的底板区域，其中多个底板区域中的每一个的面积小于或等于总面积的20％或小于或等于总面积的10％。
21、为了执行开关运动，可移动触点可以与轴连接，其中该轴穿过开关室中的开口突出。如下所述，轴可以优选地是磁驱动器或电机驱动器的一部分。
22、根据另一实施方式，开关室底板具有用于开关装置的这种轴的通过的开口。连片结构可以具有被构造成在底板表面上并且因此在底板区域上方升高的凸缘结构，该凸缘结构围绕开口。由此，凸缘结构可以形成通道，该通道优选地沿竖直方向延伸并且轴可以在通道中被引导。凸缘结构可以例如由基本上中空圆柱形隆起形成，其此外可以直接邻接一个或多个连片。换言之，凸缘结构可合并成一个或多个连片。例如，诸如纵向连片或横向连片之类的连片可以被开口中断并且因此被凸缘结构中断。凸缘结构可具有至少等于至少一个连片的高度的高度。凸缘结构优选地具有等于或特别优选地大于连片结构的所有连片的高度的高度。此外，从竖直方向看，凸缘结构可以具有上侧，该上侧被构造为用于开关装置的可移动部分的机械止动件或者被构造为用于弹簧的反向轴承。
23、根据另一实施方式，开关室底板具有周向边缘结构，该周向边缘结构利用连片结构围绕底板表面。边缘结构特别优选地升高到底板区域上方，使得底板表面被周向的升高的边缘结构包围。边缘结构优选地具有至少与连片结构的最大高度一样大的高度。这可以意味着边缘结构的高度等于或大于至少一个连片的高度，并且特别优选地等于或大于连片结构的所有连片的高度。
24、例如，边缘结构可以是阶梯形构造的，并且具有带第一高度的内边缘部分和带第二高度的外边缘部分，其中第一高度大于第二高度。内边缘部分可以直接邻接外边缘部分并且被外边缘部分包围。例如，外边缘部分可具有用于开关室盖的支撑面，而内边缘部分在所安装的开关室盖的情况下贴靠开关室盖的内侧。边缘结构可以例如具有等于凸缘结构的高度的高度。如果边缘结构具有带不同高度的区域，例如内边缘部分和外边缘部分，则边缘结构的高度表示其最大高度，即在上述示例中第一高度。
25、此外，边缘结构可以具有至少一个弹簧元件。至少一个弹簧元件例如可以是外边缘部分的一部分并且形成用于开关室盖的支撑面的至少一部分。至少一个弹簧元件例如可以以板簧的形式构造并且可以在开关装置的组装状态下将力施加到开关室盖上。尤其是，开关室底板可以具有多个弹簧元件作为外边缘部分的部分。
26、根据另一实施方式，开关室底板在与内侧相对的外侧处具有套筒形引导区域，用于在开口中引导轴。换言之，引导区域优选地由开关室底板的外侧处的基本上中空圆柱形的隆起部形成，通道引导穿过该引导区域，该通道优选地延续到由凸缘结构形成的通道中。因此，开关室底板中的开口由通道形成，该通道延伸穿过套筒形引导区域和凸缘结构。用于移动可移动触点的轴可被引导通过该通道。
27、引导区域的背向凸缘结构的下侧可以被构造为机械反向轴承或用于开关装置的弹簧的机械止动件。此外，开关装置可以具有固定磁轭，该固定磁轭可以是磁力驱动器的一部分并且开关室底板可以布置在所述固定磁轭上方或直接布置在固定磁轭上。套筒形引导区域可以突出到磁轭的开口中。由此可以例如实现，轴不被机械引导通过磁轭而是通过开关室底板的引导区域和凸缘结构。
28、根据另一实施方式，开关室底板具有从开关室的外侧延伸到内部空间的通风通道。通风通道优选地通向凸缘结构中的通风开口中。特别优选地，开关室内部空间中的通风开口在竖直方向上至少部分地布置在凸缘结构的上侧处。此外，通风开口特别优选地布置在距底板表面一定距离处。换言之，通风开口处于底板区域之上的一定高度，尤其是处于大于或等于0.5mm或者大于或等于1mm的高度。由此可以防止松散的部件(例如熔珠)可能进入通风通道。因此，通风通道可以形成受保护的通风套管，通过该通风套管例如可以快速地用气体填充开关室，同时最小化运行期间通风通道的污染或堵塞的风险。尤其是，通风通道还可以与凸缘结构中引导轴的通道分开，从而即使在通风通道污染或者堵塞的情况下，也不用担心对轴运动造成任何损害。可以在套筒形引导区域的外侧设置通风沟槽，该通风槽并入通风通道中。此外，可以存在多个前述内容适用的通风通道和通风槽。
29、这里描述的开关室可以通过所描述的开关室底板避免在已知开关装置中例如由于熔珠而可能出现的问题。开关室底板形成特殊形状的护罩，其可以捕获例如在蜂窝中出现的熔珠并且可以通过一个或多个附加的屏蔽了的通风通道实现开关室的快速排空和填充。特别优选地，开关室底板——其可以主要具有防止电弧到达下面的部件(例如法兰)的任务——由上述高熔点塑料制成。在开关装置在负载下关断的情况下，电弧优选地通过灭弧磁体被偏转并且被驱赶出开关触点之间的接触区域。如果电弧到达开关室底板，则可以尤其是在p0m作为开关底板材料的情况下、而且在pbt或pa的情况下释放额外的氢气，从而可以实现快速灭弧。如果由于触点材料燃烧而产生熔珠，则连片结构可以防止它们在开关室底板上以不受控制的方式到处移动。由于一个或多个通风通道的特殊形状，熔珠也不可能堵塞轴，同时保持足够的泵横截面，从而例如开关室可以保持有效地在生产期间填充气体。
30、因此，开关室底板——其能基本上以与传统开关室底板基本相同的成本制造——为现有设计提供了易于实现的替换解决方案，这可以导致开关装置的使用寿命的延长。
1.一种用于开关装置(100)的开关室(11)，所述开关室具有至少一个开关室底板(13)，
2.根据权利要求1所述的开关室(11)，其中所述底板表面(30)具有通过所述连片结构(31)彼此分隔开的多个底板区域(301)。
3.根据权利要求2所述的开关室(11)，其中所述底板表面(30)具有总面积并且所述多个底板区域(301)中的每一个具有小于或等于总面积的20％的面积。
4.根据前述权利要求中任一项所述的开关室(11)，其中所述连片结构(31)具有至少一个连片(311)，所述至少一个连片将至少两个底板区域彼此分隔开。
5.根据权利要求4所述的开关室(11)，其中所述至少一个连片(311)具有大于或等于0.5mm且小于或等于5mm的高度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的开关室(11)，其中所述连片结构(31)形成蜂窝结构。
7.根据前述权利要求中任一项所述的开关室(11)，其中所述开关室底板(13)具有用于所述开关装置(100)的轴(7)通过的开口(33)并且所述连片结构(13)具有在所述底板表面(30)上方凸起的凸缘结构(312)，所述凸缘结构围绕所述开口(33)。
8.根据权利要求7所述的开关室(11)，其中所述凸缘结构(312)具有如下高度，所述高度大于所述连片结构(31)的至少一个连片(311)的高度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的开关室(11)，其中所述底板表面(30)被周向凸起的边缘结构(32)围绕，并且所述边缘结构(32)具有如下高度，所述高度大于所述连片结构(31)的至少一个连片(311)的高度。
10.根据权利要求7和9或根据权利要求8所述的开关室(11)，其中所述边缘结构(32)和所述凸缘结构(312)具有相同的高度。
11.根据权利要求9或10所述的开关室，
12.根据前述权利要求中任一项所述的开关室(11)，其中所述开关室底板(13)具有弹簧元件(324)，所述弹簧元件是外边缘部分(322)的部分并且被构造为板簧的形式。
13.根据前述权利要求中任一项所述的开关室(11)，其中所述开关室底板(13)在与内侧相对的外侧处具有套筒形的引导区域(314)，用于引导所述开关装置(100)的轴(7)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的开关室(11)，其中通风通道(316)从所述开关室(11)的外侧延伸到内部空间中，并且利用连片结构(31)的凸缘结构(312)中的通风开口(317)通向内部空间中。
15.根据权利要求13和14所述的开关室(11)，其中在所述套筒形的引导区域(314)的外侧处设置有通风沟槽(318)，所述通风沟槽(318)并入所述通风通道(316)中。
16.根据权利要求14或15所述的开关室(11)，其中所述通风开口(317)布置在所述开关室(11)的内部空间中在所述凸缘结构(312)的上侧(313)处。
17.根据权利要求14所述的开关室(11)，其中所述通风开口(317)布置成距所述底板表面(30)一定距离。
18.根据前述权利要求中任一项所述的开关室(11)，其中所述开关室底板(13)一件式地由塑料材料构造，并且所述塑料材料具有选自聚甲醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚酰胺中的一种或多种材料和小于或等于50％的玻璃纤维份额。
19.开关装置(100)，包括
20.根据权利要求19所述的开关装置(100)，还包括具有轴(7)的磁性驱动器，所述轴(7)通过所述开关室底板(13)中的开口(33)伸入所述开关室(11)中，
