機電連接系統的製作方法
2023-05-11 07:13:41 3
專利名稱：機電連接系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機電連接系統，該機電連接系統具有電流供應裝置和電流輸出裝置，該電流供應裝置可通過電流供應觸點連接到電流源上，且該電流供應裝置具有設置在磁狄托架上的合間磁鐵，該電流輸出裝置具有解扣電磁鐵，且該電流輸出裝置可電連接到負載上。藉助於該電流輸出裝置，合閘磁鐵可對抗約束力從靜止位移動至工作位，其中，合閘磁鐵通過磁極的特定磁編碼與設於電流輸出裝置中的解扣電磁鐵相互作用，以向合閘過程提供特定磁場，其中在電流供應裝置中設置至少一個安全部件，該至少一個安全部件具有與短路線相互作用的安全磁鐵，其中，當電流輸出裝置移開，磁狄托架仍處於電連接狀態時，安全磁鐵通過限制磁鐵或鐵磁限制部件退回至靜止位，產生可控性短路。
背景技術：
最初提及上述類型的連接系統是從EP 0 922 315 Bl中獲知的。在已知裝置案例中，當確定傳給接觸元件的電流無論如何都會中斷的時候，為了阻止電事故，要給合閘裝置或電流供應裝置和可連接到合間裝置或電流供應裝置上的電流輸出裝置間的機電連接提供安全部件，即使是在極端的情況下，如磁狄托架被卡在電連接位置上(這意味著電流和電壓出現在暴露的接觸裝置上)。出於此目的，在合閘裝置或電流供應裝置中設置具有安全部件的安全裝置，此處安全部件為安全磁鐵形式，這樣如果磁狄托架沒有回到其靜止位上， 則通過安全磁鐵回到靜止位上簡單地產生可控性短路，在靜止位中，沒有電流流過接觸元件。在此案例中，安全磁鐵在靜止位方向上隨著螺旋形轉動而運動以在此旋轉位中產生短路。
發明內容
由前述發明可知，本發明的目的在於，保證可信賴操作的前提下，通過簡化物理設計來更進一步改善已知電連接裝置或連接系統。
根據本發明，通過權利要求1的特徵部分中提及的特徵來達到該目的。
根據本發明，使用非導電短路部件，該非導電短路部件在正常工作期間限制安全磁鐵移動，只要磁狄托架沒有返回就允許安全磁鐵進一步移動，然後當進一步移動結束時產生短路連接。
因此，當磁狄托架在正確操作期間定位在靜止位上時，可移動短路部件可精確地設定在不同位置，這樣，例如，短路部件的適當定位通過卡鎖或者閉鎖位置，阻止了安全磁鐵的完全返回移動。然而，如果磁狄托架沒有返回，解除鎖定，不做進一步處理。在這種情況下，安全磁鐵的進一步移動不再被阻擋，可在其終點位置上可控地連接到短路線上。
在安全裝置的一個優選實施例中，連接到磁狄托架上的閉鎖裝置可限制短路部件的位移移動。
在此情況下，上面具有接觸元件和合間磁鐵的磁狄托架，除了合間功能外還具有短路功能，確切地說，在正常運行期間，短路部件的閉鎖位置還限制了安全磁鐵的返回運動，因此安全磁鐵與短路線部件保持一定距離。
然而，如果磁狄托架沒有返回，閉鎖裝置由於缺少磁狄托架而沒有起作用，因此， 短路部件的運動和安全磁鐵的返回運動都沒有受限，還通過與短路線部件的連接產生可控性短路。
閉鎖裝置可進行多樣設計，滿足的必要條件是，閉鎖裝置在磁狄托架正常運行期間失效，並且只要磁狄托架沒有返回，閉鎖裝置就必須解鎖或不閉鎖短路部件。
在簡化的情況下閉鎖裝置具有至少一個肘節杆，閉鎖裝置用作短路部件同時也是安全磁鐵的擋塊，並可通過磁狄托架操作。
當返回到靜止位時，磁狄托架操作一個或多個肘節杆，一個或多個肘節杆運動至閉鎖位置以限制短路部件運動。
與短路線部件的可控性連接可由安全磁鐵自身產生，安全磁鐵藉助如由黃銅組成的導電套，作為一個簡單的設計改進適當或優選地橋接兩個線部件之間的空隙，其中黃銅環繞安全磁鐵。
在本發明進一步優選的改進中，短路部件可具有螺栓或銷釘，螺栓或銷釘可在磁狄托架中孔內或縫隙內軸向移動。
這就意味著只需要短路部件的簡單直線位移。本案例中，尤其是當短路部件可以在形成於磁狄托架中央的孔內移動時，使磁狄托架同時也可用於引導螺栓。
本發明高度優選的不僅僅是其相對較高的50伏特電壓，出於安全原因，而是在儘管電壓小於直接接觸安全電壓的情況下，都會有非常高的電流流過。例如，此案例用於連接用於充電過程如電動汽車、混合電池以及相似裝置和器具充電的插頭。
優選的設計和改進將從進一步的從屬權利要求和示例性實施例中變得明顯，並參考附圖，對下文中示例性實施例從原理上進行描述，其中 圖1示出了本發明的連接系統，該連接系統在第一階段中具有穿過電流供應裝置和電流輸出裝置的縱截面； 圖2示出了在第二階段中，圖1所示連接系統的電流輸出裝置接近電流供應裝置； 圖3示出了第三階段中，電流輸出裝置與電流供應裝置即將接觸之前的狀態； 圖4示出了第四階段中，電流供應裝置與電流輸出裝置接觸； 圖5示出了當磁狄托架沒有返回靜止位(如圖1所示)時，連接系統通過安全磁鐵達到的短路狀態； 圖6示出了短路狀態中沿圖5線VI-VI的截面圖，其中電流輸出裝置離電流供應裝置有一定距離； 圖7示出了如圖1所示箭頭A方向上電流輸出裝置端面的平面視圖(放大顯示)； 圖8示出了具有安全裝置短路部件的磁狄托架的詳細3D視圖； 圖9示出了安全裝置的平面視圖； 圖10示出了沿著圖9所示線X-X的截面圖。
具體實施例方式如下文所述，機電連接系統本著已知設計的原則，因此只有本發明必要的那些部件會在下文中深入詳細描述。涉及通用的設計部分和操作方法，可以參照EP 0 922 315 Bl 和EP 0 573 471 Bi。因為這兩個文件已經是充分公開的在先申請。
機電連接系統由用作合閘裝置的電流供應裝置1和連接到用電器或負載上的電流輸出裝置2組成。電流供應裝置1和電流輸出裝置2 —旦進行了導電連接，就可分別給電流輸出裝置2上連接的負載提供電流。出於此目的，電流供應裝置1具有電流供應線路 3、4 (參看圖6和圖7)，電流供應線路3、4可經由供電線路連接到接觸元件7、8上(參看圖 1至圖幻，供電線路在此不再深入詳述，接觸元件7、8設於電流供應裝置1的外殼6的外殼壁5內部，外殼壁5朝向電流輸出裝置2。
磁狄托架9具有接觸元件12、13，該接觸元件12、13通過連接線連接到磁狄托架9 上的接觸點10、11上。該接觸點10、11為鏡像形式，或分別與設於外殼壁5內部的接觸元件7、8對準。
扁形接觸元件15、16設於外殼壁5上的突出部分14中，且該突出部分14外部與電流輸出裝置2相對。當磁狄托架9在激活位置時，其中接觸元件7、8停留在接觸點10、11 上(參看圖4)，接觸元件12、13也停留在扁形接觸元件15、16上，然後扁形接觸元件15、16 因此連接到電流供應線路3、4上。
磁狄托架9具有中央孔19，設置於中央孔19中的安全磁鐵20和非導電短路部件 21，例如由塑料組成的部件，可在中央孔19中軸向移動。
短路部件21為圓柱形的螺栓或銷釘形式，具有大直徑的頭部21a。由鐵磁材料組成的套22設於螺栓21的柄周圍，以使安全磁鐵20可被短路部件21吸引。
可以從圖中看到，短路部件21定位在孔19中安全磁鐵20後面，且背對電流輸出裝置2的一側。
電流供應裝置1的中隔壁，形成一個固定壓板23，用於阻擋或停留磁狄托架9。壓板23可由鐵磁材料或磁鐵組成。優選的可以將鐵磁板或若干個鐵磁部分，設於壓板23上。 該改進導致磁狄托架9的限制裝置或限制部件處於靜止狀態，也就是說，當沒有接觸電流輸出裝置2時，磁狄托架9由於磁力被吸引到壓板23，並停留在壓板23上。
同樣可以從圖中看到，軸向孔19也延伸穿過壓板23。
兩個相互對立的肘節杆25經由軸或軸頸M設於壓板23內，這樣，這兩個相互對立的肘節杆25可以樞接。
用作短路部件21擋塊的延伸部2 位於朝向短路部件21的兩個肘節杆25的側邊上。只有一個延伸部2 在圖1至圖5所示的截面圖中可見。兩個肘節杆25及其延伸部2 在圖6和圖9中都是可見的。
除了兩個接觸元件15、16，接地線沈也設於突出部分14的圓周壁外，該突出部分 14最好是圓形的。接地線沈可延伸至整個圓周的上面或者如圖7所示只覆蓋一部分圓周 (參看突出部分中位於一側的扁平區域)。接地線沈連接(連接方式未在圖中示出)到接地供電線路44上(參看圖6和圖7)。
編碼的合閘磁鐵27a、27b和^a、28b設於磁狄托架9內或磁狄托架9上(參看圖 7和圖9)。磁編碼由磁鐵各自的極性的關聯產生，以解扣電磁鐵27a、27b和^a、28b為例，如解扣電磁鐵27a和27b都在面向電流輸出裝置2的一側設置為南極，解扣電磁鐵28a和 28b各自設置為北極，由此只有在電流供應裝置的電流輸出裝置2中對立磁性編碼的解扣電磁鐵^a、29b和30a、30b與相反的磁極接近時，才會生成磁效應。
為了圖示清楚，只在圖1中用虛線表明解扣電磁鐵^a和30a。根據使用的原理， 合閘磁鐵和解扣電磁鐵可設置成鏡像形式，相對磁極在每個案例中必須具有相對磁性，如該案例所示。
電流輸出裝置2具有接腳31、32，該接腳31、32的直徑與扁形接觸元件15、16的直徑相匹配。
面向電流供應裝置1的前端面33具有圓形槽34，圓形槽34的直徑與突出部分14 的直徑相匹配。在電流輸出裝置2連接到電流供應裝置1期間，電流供應裝置1和電流輸出裝置2，藉助於電流供應裝置1和電流輸出裝置2各自的四個合閘磁鐵27a、27bJ8aJ8b 和解扣電磁鐵^aJ9b、30a、30b相互間的磁引力，形成了基本的機械連接。
在此案例中，可選用磁力，以使解扣電磁鐵四3、四13、30￡1、3013對合閘磁鐵27￡1、 27b.28a.28b的吸引力比鐵磁壓板23或者一個或多個設置在壓板上的鐵磁板產生的約束力大。
反向磁鐵35作為安全磁鐵20的反向件設於電流輸出裝置2中，並且安裝在電流輸出裝置2的軸向孔中。而與安全磁鐵20不同的是，反向磁鐵35固定設於電流輸出裝置2 中。與突出部分14上的接地環形段沈相互作用的接地環形段36同樣位於槽34內壁上。 接地環形段36連接到接地線37上(圖中未示出)，接地線37還連接負載。
為了使電流輸出裝置2的接腳31、32能夠整體且安全連接到接觸元件15、16上， 接腳31、32的前端部分應稍微從槽34的上壁探出，最好是以彈跳或彈性方式安裝到電流輸出裝置2中。
圖8中3D視圖顯示了具有作為安全部件的短路部件21和安全磁鐵20的安全裝置。圖8還顯示了四個圓弧形段43，圓弧形段43設於壓板23上，並設置為磁狄托架9的導軌。
磁狄托架9在每個側端都具有圓形區域45，通過圓形區域45磁狄托架9在軸向移動期間被導軌43引導。同時，當磁狄托架9返回靜止位時，為了這些肘節杆25的前或內延伸部2 不能向下樞接或遠離前外殼壁5，圓形區域也用於將肘節杆25壓在後端39和40 上。圖8還顯示了兩個短路線部件41a和41b。
在單獨圖示中，圖9和圖10顯示了安全裝置和壓板23。
同樣可以從圖9中看到，由於重量原因，肘節杆25的後端39和40每個都只是叉形。磁狄托架9的圓形區域45擠壓在叉上。
作為與合閘磁鐵27a、27bJ8a*28b在靜止位中相互作用的鐵磁限制部件或多個限制部件的實施例，圖9顯示了四個設於壓板23上的鐵磁限制部件38。
還是可以從圖9中看到，鐵磁限制部件38設置成螺絲形式或具有螺絲，這些螺絲螺旋進入壓板23中的相應螺孔中。這樣，對合閘磁鐵27a、27b、28a和^b的磁吸引力可通過適當調整螺絲進行精確設置，以達到正確的操作。通過磁狄托架9中的限制部件38和合閘磁鐵27a、27b間的距離，對約束力以及約束/合閘點時間進行設置。
操作具有電流供應裝置1和電流輸出裝置2的機電連接系統的方法，將在下文中進行深入詳細解釋。
從顯示「靜止狀態」的圖1開始，在接觸元件15和16以及電流供應線路3和4間沒有電接觸連接，在圖2所示圖示基礎上，電流輸出裝置2接近電流供應裝置1，以基於磁吸引力將磁狄托架9定位到壓板23上。可以看出，作為第一部件，安全磁鐵20被接近的反向磁鐵35吸引，並上升。由此，短路部件21也可軸向移動。在圖1和圖2中，因為每個案例中磁狄托架9藉助於與壓板23的磁接觸，壓在肘節杆25的後端39、40上，該肘節杆25背離延伸至延伸部25a，這樣兩個肘節杆25都被壓在其運動過程中的閉鎖位置上。這樣，延伸部2 形成短路部件21的擋塊，由此，阻擋短路部件21進一步遠離電流輸出裝置2。
可以從圖3中看出，由於電流輸出裝置2更加接近電流供應裝置1，磁狄托架9也上升了，當電流輸出裝置2與電流供應裝置1接觸時，磁狄托架9的接觸點10和11與接觸元件7和8接觸。因此，產生了經由接觸元件12和13以及接觸元件15和16與接腳31和 32的電連接，由此實現了負載與電流輸出裝置2的電連接。
可以從圖3尤其是圖4中看出，安全磁鐵20與反向磁鐵35接觸，磁狄托架9停留在外殼壁5內部。在此情形下，儘管各自位置不相干，肘節杆25和短路部件21可自由移動。
當電流輸出裝置2再次遠離電流供應裝置1移動，由於與解扣電磁鐵^a、29b和 30a、30b之間的距離，使解扣電磁鐵^a、29b和30a、30b對於合閘磁鐵27a、27b和沒有吸引力，合閘磁鐵27a、27b和^a、28b落回到壓板23上，或被壓板23磁性吸引。這同樣適用於安全磁鐵20。在此正常操作方法中，磁狄托架9由此返回如圖1所示狀態。然而， 在返回期間，在每個案例中磁狄托架9壓在肘節杆25的後端39和40上，由此肘節杆25的後端39和40在外殼壁5方向上樞接其延伸部25a。由於該樞接運動，延伸部返回圖1所示位置，從而形成短路部件21運動的擋塊。
圖5和圖6顯示了當磁狄托架9出於種種原因保持在其上部位置時的操作方法， 儘管移除了電流輸出裝置2，磁狄托架9保持在其停留的外殼壁5的內壁上，由此電流仍會接通從外部可進入的接觸元件15和16。
然而，可以從圖5和圖6中看出，安全磁鐵20被短路部件上的鐵磁套22吸引，這兩個部件一起被壓板23或一個或多個設於壓板23上的鐵磁部件吸引。然而，因為缺少磁狄托架9，延伸部2 可以自由擺動移開，也可以通過安全磁鐵20的力量擺動移開，延伸部 25a不再形成擋塊來限制短路部件21和安全磁鐵20的運動。這就意味著，在此案例中，通過對比圖1和圖5可以看出，安全磁鐵20可更加深入孔19。
圖6和圖10所示截面視圖顯示了具有短路線部件41a和41b的短路線41，短路線部件41a和41b連接到電流供應裝置1中的電流供應觸點上。
可從圖6和圖10中看出，短路線部件41a和41b止於壓板23，毗鄰短路部件21頭部21a的端面。對應於圖5所示，如果安全磁鐵20由於缺少運動限制比正常情況更加深入， 那麼它就會接觸到短路線部件41a和41b的端部，因此產生了橋接，進而產生短路連接。
該短路連接可直接通過安全磁鐵20下端面或後端面在其外側區域產生，或通過環繞安全磁鐵20的導電套42產生。
權利要求
1.一種機電連接系統，該機電連接系統具有電流供應裝置(1)和電流輸出裝置O)，該電流供應裝置(1)可通過電流供應觸點(3，4)連接到電流源上，且該電流供應裝置(1)具有設置在磁狄托架(9)上的合閘磁鐵07二8)，該電流輸出裝置( 具有解扣電磁鐵09， 30)，且該電流輸出裝置( 可電連接到負載上，藉助於該電流輸出裝置O)，合閘磁鐵⑵』 28)可對抗約束力從靜止位移動至工作位，其中，合間磁鐵(27，28)通過磁極的特定磁編碼與設於電流輸出裝置⑵中的解扣電磁鐵O9，30)相互作用，以向合閘過程提供特定磁場， 其中在電流供應裝置(1)中設置至少一個安全部件，該至少一個安全部件具有與短路線 (41)相互作用的安全磁鐵(20)，其中，當電流輸出裝置⑵移開，磁狄托架(9)仍處於電連接狀態時，安全磁鐵OO)通過限制磁鐵或鐵磁限制部件(23，38)退回至靜止位，產生可控性短路，其特徵在於，在電流供應裝置(1)中設置非導電短路部件(21)，使該非導電短路部件可在兩個短路線部件(41a，41b)之間移動，安全磁鐵OO)在正常工作期間與短路線Gl)保持一定距離，如果當電流輸出裝置(7)移開時磁狄托架(9)沒有返回，則產生短路線部件(41a， 41b)間的連接。
2.如權利要求1所述的連接系統，其特徵在於，與磁狄托架(9)連接的閉鎖裝置0 限制短路部件的位移移動。
3.如權利要求2所述的連接系統，其特徵在於，所述閉鎖裝置具有可被磁狄托架(9)操作的至少一個肘節杆05)。
4.如權利要求1至3中任一項所述的連接系統，其特徵在於，所述安全磁鐵OO)具有導電套(42)，短路線部件(41a，41b)通過導電套02)連接。
5.如權利要求1至4中任一項所述的連接系統，其特徵在於，所述短路部件具有可在磁狄托架(9)中的孔(19)或縫隙內軸向移動的螺栓。
6.如權利要求5所述的連接系統，其特徵在於，所述孔採用磁狄托架(9)中的中央孔(19)的形式。
7.如權利要求1至6中任一項所述的連接系統，其特徵在於，面向電流輸出裝置O)的電流供應裝置(1)的外殼壁( 具有突出部分(14)，該突出部分可匹配電流輸出裝置O)的前端面(33)中的槽(34)。
8.如權利要求7所述的連接系統，其特徵在於，所述突出部分(14)的圓周面具有接地環或多個接地段( )，該接地環或多個接地段 (26)與設於槽(34)內壁中的接地環或多個接地段(36)相互對應。
9.如權利要求1至8中任一項所述的連接系統，其特徵在於，多個鐵磁限制部件(38)設於壓板的內部或上面。
10.如權利要求9所述的連接系統，其特徵在於，所述多個鐵磁限制部件(38)是螺絲形式，或者具有多個螺絲。
全文摘要
本發明涉及一種機電連接系統，該機電連接系統設置有電流供應裝置，該電流供應裝置通過電流供應觸點連接到電流源上，且該電流供應裝置在磁狄托架上安裝有合閘磁鐵。電流輸出裝置可連接到電流供應裝置，包括解扣磁鐵並可電連接到負載。當電流輸出裝置移開，磁狄托架仍保持在激活狀態時，安全磁鐵通過限制磁鐵或鐵磁限制部件退回至靜止位，產生可控性短路。在電流供應裝置中設置非導電短路部件，該非導電短路部件可在兩個短路線部件之間移動，在正常工作時，該非導電短路部件支撐住安全磁鐵，使安全磁鐵與短路線部件保持一定距離，當電流輸出裝置移開，磁狄托架沒有返回時，非導電短路部件使短路線部件之間產生連接。
文檔編號H01R13/703GK102187532SQ200980140638
公開日2011年9月14日 申請日期2009年10月12日 優先權日2008年10月14日
發明者A·伯奇 申請人:羅森伯格高頻技術有限及兩合公司