本发明涉及一种用于机动车的车载电网的接触器，该接触器用于将车载电网的车载电网部件电气互连。该接触器具有用于与至少两个车载电网部件电气连接的位置固定的接触单元以及可运动的接触单元，所述可运动的接触单元在该接触器的闭合状态中与位置固定的接触单元接触并且在该接触器的断开状态中至少部分地与位置固定的接触单元分离。此外，车载电网具有操作单元，该操作单元用于通过转移可运动的接触单元在闭合与断开状态之间切换接触器。本发明还涉及一种用于机动车的车载电网。
背景技术：
1、本文的关注点是用于可电驱动的机动车的车载电网、尤其是高压车载电网。这种车载电网具有车载电网部件、如电能量存储器、电机、功率电子器件等，这些车载电网部件可以通过电气线路彼此电气连接。在这些线路中可以布置接触器以用于中断线路并且因此用于断开车载电网部件。这些接触器尤其是构造用于切换高负载，因此经常采取复杂的措施来防止接触器的触点在接触器闭合时发生焊接或在接触器断开时减少电弧，以确保接触器持久的良好运转。这类措施例如是设置电弧灭弧室或将接触器嵌入真空室或保护气体气氛中。此外，在线路基于流经线路的过电流（如因车载电网部件之一的故障而引起的短路电流）断开时，接触器可因悬浮而损坏。
技术实现思路
1、本发明的任务是提供一种简单的解决方案，借助于该解决方案至少可以减少在机动车的接触器切换时的不希望的状态、例如电弧和接触器的触点之间的焊接倾向。
2、根据本发明，该任务通过具有根据相应独立权利要求的特征的接触器以及车载电网来解决。本发明的有利实施方案是从属权利要求、说明书以及附图的技术方案。
3、根据本发明的用于机动车的车载电网的接触器用于将车载电网的车载电网部件电气互连。该接触器具有用于与至少两个车载电网部件电气连接的位置固定的接触单元和可运动的接触单元，该可运动的接触单元在接触器的闭合状态中与位置固定的接触单元接触并且在接触器的断开状态中至少部分地与位置固定的接触单元分离。此外，接触器具有操作单元，该操作单元用于通过转移可运动的接触单元在闭合和打开状态之间切换接触器。
4、可运动的接触单元具有至少一个第一接触元件和至少一个第二接触元件，所述至少一个第一接触元件用于在接触器的闭合状态中引导流经可运动的接触单元的电流，所述至少一个第二接触元件用于在切换期间引导和限制电流。形成在位置固定的接触单元和所述至少一个第一接触元件之间的第一电接触具有第一过渡电阻并且形成在位置固定的接触单元和所述至少一个第二接触元件之间的第二电接触具有更高的第二过渡电阻。所述操作单元设计用于在闭合与断开状态之间将所述至少一个第一接触元件和所述至少一个第二接触元件相对于彼此时间错开地转移，使得仅所述至少一个第二触点元件暂时地与位置固定的接触单元接触以便在切换期间限制电流。
5、本发明还包括一种用于机动车的车载电网，该车载电网具有至少两个车载电网部件以及至少一个根据本发明的接触器。车载电网尤其是高压车载电网并且具有高压部件、如牵引蓄电池、逆变器、电机、用于为牵引蓄电池充电的充电设备等。车载电网部件例如通过电气线路相互连接。在至少一个线路中布置有至少一个接触器，该接触器设计用于在闭合状态中电气连接车载电网部件并且引导电流经过该线路并且在断开状态中中断该线路并且由此将车载电网部件电流分离。
6、为此接触器具有位置固定的接触单元，其与车载电网部件连接。例如，位置固定的接触单元具有两个位置固定的、彼此分离的、不接触的、尤其是呈接触轨形式的接触元件，其中，各一个车载电网部件例如分别通过线路的一个线路区段分别与一个位置固定的接触元件连接。可运动的接触单元设计用于电气连接或断开位置固定的接触元件并因此电气连接或断开车载电网部件。在接触器的断开状态中，可运动的接触单元例如通过气隙与两个位置固定的接触元件中的至少一个间隔开地布置。在接触器的闭合状态中，可运动的接触单元贴靠在两个位置固定的接触元件上地布置。
7、为了切换、即为了闭合或断开接触器，可运动的接触单元由接触器的操作单元移动，尤其是相对于位置固定的接触单元线性移动。为此操作单元具有驱动元件和力传递元件，其中，驱动元件设计用于使与可运动的接触单元机械连接的力传递元件移动以切换接触器。驱动元件例如具有电磁体，该电磁体通过连接到电流回路中而能被通电。力传递元件例如可以是拉杆。
8、接触器构造为多触点系统。为此可运动的接触单元具有两种不同的可运动的接触元件，它们在切换时时间错开地与位置固定的接触单元接触。所述至少一个第一接触元件在此是引导电流的接触元件，其设计用于在闭合状态中至少大部分地引导电流经过接触器。所述至少一个第二接触元件构造成有载切换的并且在断开和闭合时限制电流经过接触器。
9、可运动的接触元件例如可以构造为相对于位置固定的接触轨可滑移的接触桥。例如可运动的接触单元可以具有两个第一引导电流的接触桥和一个布置在这两个第一引导电流的接触桥之间的、有载切换的第二接触桥。操作单元的力传递元件例如可以构造为叉形拉杆，其中，该叉形拉杆的各一个叉齿分别与一个可运动的接触元件连接。位置固定的接触单元可以具有两个接触销栓，其中，各一个接触销栓分别与一个接触轨电气和机械连接并且在接触轨上朝可运动的接触单元的方向突出。接触销栓例如穿过相应的接触轨，其中，销栓的相应头部朝向可运动的接触单元的方向伸出并且形成用于第二接触桥的接触面。在闭合状态中，两个第一接触桥在形成第一电接触的情况下与接触轨接触并且接触销栓在形成第二电接触的情况下与第二接触桥接触。
10、在接触器闭合时的电流限制用于减少位置固定的接触单元和可运动的接触单元的焊接倾向、尤其是用于防止焊接。在接触器断开时的电流限制用于减少位置固定的接触单元和可运动的接触单元之间的电弧形成并防止接触器因过电流引起的悬浮而损坏。因此，操作单元设计用于在接触器闭合时首先使所述至少一个第二接触元件与位置固定的接触单元接触并且在接触器断开时首先使所述至少一个第一接触元件与位置固定的接触单元脱开。换言之，所述至少一个第二有载切换的接触元件构造成在接触器闭合时超前于所述至少一个第一引导电流的接触元件并且在接触器断开时滞后于所述至少一个第一引导电流的接触元件。
11、为了将所述至少一个第一接触元件构造为引导电流的接触元件并且为了将所述至少一个第二接触元件构造为有载切换的接触元件，在相应的接触元件和位置固定的接触单元之间的所属电接触具有不同的过渡电阻或者说接触电阻。在此构造在位置固定的接触单元和所述至少一个第一接触元件之间的第一过渡电阻小于在位置固定的接触单元和所述至少一个第二接触元件之间的第二过渡电阻。两个过渡电阻在此构造成低欧姆的。例如第一过渡电阻处于微欧姆范围中，而第一过渡电阻处于毫欧姆范围中。例如为了提供不同的过渡电阻，所述至少一个第一接触元件的表面可具有第一材料并且所述至少一个第二接触元件的表面可具有第二材料。所述至少一个第一接触元件和所述至少一个接触元件可以由不同的材料或合金制成或具有不同的表面涂层。例如第一材料可以是铜并且第二材料可以是钢。
12、通过较低的过渡电阻，所述至少一个第一接触元件在接触器的闭合状态中引导大部分电流。在接触器断开时首先使所述至少一个第一接触元件与位置固定的接触单元脱开并且电流完全换向到仍被接触的第二接触元件上，该第二接触元件基于较高的过渡电阻限制电流。然后，第二接触元件也与位置固定的接触单元脱开，在此通过减小的电流至少减少电弧形成的风险或防止可运动的接触单元在接触器断开时因流经接触器的过电流而悬浮。在接触器闭合时，首先使所述至少一个第二接触元件与位置固定的接触单元接触并且限制在随后接触所述至少一个第一接触元件时换向到所述至少一个第一接触元件上的电流，该第一接触元件在接触器的闭合状态中负责引导电流。
13、这种具有集成的电流限制的接触器特别简单地构造并且能够可靠地防止接触器在接触器的切换过程期间损坏。
14、已证明有利的是，所述操作单元具有弹簧装置，通过该弹簧装置，所述至少一个第二接触元件在接触器的断开状态中比所述至少一个第一接触元件更靠近位置固定的接触单元地被支承，以便在接触器闭合时在所述至少一个第一接触元件之前使所述至少一个第二接触元件与位置固定的接触单元接触，并且通过该弹簧装置，所述至少一个第二接触元件在接触器的闭合状态中断开接触器时比所述至少一个第一接触元件更长时间地压靠到位置固定的接触单元上，以便在接触器断开时使所述至少一个第一接触元件更早地与位置固定的接触单元脱开。因此，在切换接触器时可运动的接触单元的接触的时间延迟以纯机械的方式提供。例如弹簧装置具有至少一个用于将所述至少一个第一接触元件压靠到位置固定的接触单元上的第一压力弹簧和至少一个用于将所述至少一个第二接触元件压靠到位置固定的接触单元上的第二压力弹簧，其中，在接触器的断开状态中，所述至少一个第一压力弹簧具有第一长度并且所述至少一个第二压力弹簧具有比第一长度大的第二长度。所述压力弹簧一方面用于在闭合状态中提供可运动的接触元件和位置固定的接触单元之间的良好接触，并且另一方面基于不同的弹簧长度用于实现时间错开的接触。
15、关于根据本发明的接触器所提出的实施方式及其优点相应地适用于根据本发明的车载电网。
16、本发明的其它特征由权利要求、附图和附图说明得出。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合、而且也可以以其它组合使用或单独地使用。
1.用于机动车的车载电网的接触器（1），该接触器用于将所述车载电网的车载电网部件电气互连，该接触器具有：
2.根据权利要求1所述的接触器（1），其特征在于，为了时间错开地转移，所述操作单元设计用于在该接触器（1）闭合时首先使所述至少一个第二接触元件（9）与所述位置固定的接触单元（2）接触以减少焊接倾向并且在该接触器（1）断开时首先使所述至少一个第一接触元件（7a、7b）与所述位置固定的接触单元（2）脱开以减少电弧形成。
3.根据权利要求2所述的接触器（1），其特征在于，所述操作单元具有弹簧装置，通过所述弹簧装置，所述至少一个第二接触元件（9）在该接触器（1）的断开状态中比所述至少一个第一接触元件（7a、7b）更靠近所述位置固定的接触单元（2）地被支承并且在该接触器（1）断开时比所述至少一个第一接触元件（7a、7b）更长时间地压靠到所述位置固定的接触单元（2）上。
4.根据权利要求3所述的接触器（1），其特征在于，所述弹簧装置具有用于将所述至少一个第一接触元件（7a、7b）压靠到所述位置固定的接触单元（2）上的至少一个第一压力弹簧和用于将所述至少一个第二接触元件（9）压靠到所述位置固定的接触单元（2）上的至少一个第二压力弹簧，其中，在该接触器（1）的断开状态中，所述至少一个第一压力弹簧具有第一长度并且所述至少一个第二压力弹簧具有比所述第一长度大的第二长度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的接触器（1），其特征在于，所述操作单元具有驱动元件和呈叉形拉杆形式的力传递元件，其中，所述叉形拉杆的各一个叉齿分别与一个可运动的接触元件（7a、7b、9）连接，并且所述驱动元件设计用于移动所述力传递元件以切换该接触器（1）。
6.根据前述权利要求中任一项所述的接触器（1），其特征在于，为了提供不同的过渡电阻，所述至少一个第一接触元件（7a、7b）的表面具有第一材料并且所述至少一个第二接触元件（9）的表面具有第二材料。
7.根据前述权利要求中任一项所述的接触器（1），其特征在于，所述位置固定的接触单元（2）具有两个位置固定的接触轨（5a、5b），所述两个位置固定的接触轨中的各一个接触轨（5a、5b）能够分别与一个车载电网部件连接，并且所述至少一个第一接触元件（7a、7b）构造为相对于所述位置固定的接触轨（5a、5b）可滑移的第一接触桥（8a、8b），并且所述至少一个第二接触元件（9）构造为相对于所述位置固定的接触轨（5a、5b）可滑移的第二接触桥（10）。
8.根据权利要求7所述的接触器（1），其特征在于，所述可运动的接触单元（3）具有两个第一接触桥（8a、8b）和一个布置在这两个第一接触桥（8a、8b）之间的第二接触桥（10）。
9.根据权利要求7或8所述的接触器（1），其特征在于，所述位置固定的接触单元（2）具有两个接触销栓（6a、6b），各一个接触销栓（6a、6b）分别与一个接触轨（5a、5b）电气且机械连接并且在相应的接触轨（5a、5b）上朝所述可运动的接触单元（3）的方向突出，其中，在所述闭合状态中所述接触销栓（6a、6b）与所述第二接触桥（10）接触并且所述接触轨（5a、5b）与所述两个第一接触桥（8a、8b）接触。
10.用于机动车的车载电网，该车载电网具有至少两个车载电网部件以及至少一个根据前述权利要求中任一项所述的接触器（1），所述接触器与所述至少两个车载电网部件电气连接。
